Πολεοδομικός σχεδιασμός και αστικό μικροκλίμα

ΠΑΝΔΠΙ΢ΣΗΜΙΟ ΘΔ΢΢ΑΛΙΑ΢ ΠΟΛΤΣΔΥΝΗΚΖ ΢ΥΟΛΖ ΣΜΖΜΑ ΜΖΥΑΝΗΚΧΝ ΥΧΡΟΣΑΞΗΑ΢, ΠΟΛΔΟΓΟΜΗΑ΢ ΚΑΗ ΠΔΡΗΦΔΡΔΗΑΚΖ΢ ΑΝΑΠΣΤΞΖ΢

ΓΗΠΛΧΜΑΣΗΚΖ ΔΡΓΑ΢ΗΑ: ΠΟΛΔΟΓΟΜΙΚΟ΢ ΢ΥΔΓΙΑ΢ΜΟ΢ ΚΑΙ Α΢ΣΙΚΟ ΜΙΚΡΟΚΛΙΜΑ

Φνηηεηήο: Καξαθνχλνο Ησάλλεο Δπηβιέπσλ θαζεγεηήο: ΢ηαζάθεο Γεκήηξηνο

Βφινο, Φεβξνπάξηνο 2013

Καξαθνύλνο Ισάλλεο

Πνιενδνκηθόο ζρεδηαζκόο θαη αζηηθό κηθξνθιίκα

ΠΔΡΙΛΗΦΗ Ζ παξνχζα δηπισκαηηθή εξγαζία έρεη σο πεδίν έξεπλαο ηελ επίδξαζε πνπ δχλαηαη λα έρεη ε αζηηθή κνξθνινγία ζηηο ζπλζήθεο αθηηλνβνιίαο θαη αλέκνπ ζην επίπεδν ησλ πεδψλ. ΢ην πξψην θεθάιαην, αλαιχεηαη ε έλλνηα ηνπ αζηηθνχ κηθξνθιίκαηνο θαη παξνπζηάδνληαη νξηζκέλα κηθξνθιηκαηηθά θαηλφκελα ζηνλ αζηηθφ ρψξν (αζηηθή ζεξκηθή λεζίδα, αζηηθή νδηθή ραξάδξα). ΢ηε ζπλέρεηα (θεθ. 2), δηεξεπλάηαη ε επίδξαζε ηεο αζηηθήο κνξθνινγίαο θαη ηνπ αζηηθνχ πξαζίλνπ ζηηο κηθξνθιηκαηηθέο ζπλζήθεο ζηνλ αζηηθφ ρψξν. Δπίζεο, γίλεηαη αλαθνξά ζηελ έλλνηα ηεο ζεξκηθήο άλεζεο θαη αλαιχνληαη δηάθνξνη δείθηεο εθηίκεζεο ζπλζεθψλ ζεξκηθήο άλεζεο. ΢ηελ κειέηε πεξίπησζεο (θεθ. 3), γίλεηαη εθηίκεζε ησλ ζπλζεθψλ αθηηλνβνιίαο θαη αλέκνπ ζην επίπεδν ησλ πεδψλ ζε κηα πεξηνρή ηνπ Γήκνπ Καιακαξηάο ζηε Θεζζαινλίθε. Σέινο, παξνπζηάδνληαη ηα ζπκπεξάζκαηα ηεο εξγαζίαο. Λέμεηο θιεηδηά: αζηηθή κνξθνινγία, κηθξνθιίκα, ζεξκηθή άλεζε

ABSTRACT This thesis has as field of research the influence that urban morphology can have on the insolation and wind conditions at the level of pedestrians. In the first chapter, the significance of the urban microclimate is analyzed and some microclimatic phenomena in the urban space are presented (urban heat island, urban street canyon). Thereafter (chapter 2), the influence of urban morphology and urban green on the microclimatic conditions at the urban space is investigated. Furthermore, there is a reference to the concept of thermal comfort and some estimation indices of thermal comfort are analyzed. In the case study (chapter 3), the insolation and wind conditions at the level of pedestrians in an area of the municipality of Kalamaria at Thessaloniki are estimated.

Ultimately, the conclusions of this work are presented.

Key words: urban morphology, microclimate, thermal comfort

2

Καξαθνύλνο Ισάλλεο

Πνιενδνκηθόο ζρεδηαζκόο θαη αζηηθό κηθξνθιίκα

ΠΔΡΙΔΥΟΜΔΝΑ ΚΑΣΑΛΟΓΟΙ .................................................................................................................. 5 ΚΑΣΑΛΟΓΟ΢ ΠΗΝΑΚΧΝ .......................................................................................... 5 ΚΑΣΑΛΟΓΟ΢ ΔΗΚΟΝΧΝ ........................................................................................... 5 ΚΑΣΑΛΟΓΟ΢ ΓΗΑΓΡΑΜΜΑΣΧΝ............................................................................. 6 ΑΡΚΣΗΚΟΛΔΞΑ – ΢ΤΝΣΟΜΟΓΡΑΦΗΔ΢ .................................................................. 8 ΔΙ΢ΑΓΧΓΗ ................................................................................................................... 10 1. ΓΔΝΙΚΑ ΥΑΡΑΚΣΗΡΙ΢ΣΙΚΑ ΣΟΤ Α΢ΣΙΚΟΤ ΠΔΡΙΒΑΛΛΟΝΣΟ΢ ............. 11 1.1 Ζ ΔΝΝΟΗΑ ΣΟΤ Α΢ΣΗΚΟΤ ΜΗΚΡΟΚΛΗΜΑΣΟ΢ ............................................ 11 1.2 ΜΗΚΡΟΚΛΗΜΑΣΗΚΑ ΦΑΗΝΟΜΔΝΑ ΢ΣΟΝ Α΢ΣΗΚΟ ΥΧΡΟ ......................... 12 1.2.1 Α΢ΣΙΚH ΘΔΡΜΙΚΗ ΝΗ΢ΙΓΑ ....................................................................... 12 1.2.2 Α΢ΣΙΚΗ ΟΓΙΚΗ ΥΑΡΑΓΡΑ .......................................................................... 15 2. Α΢ΣΙΚΗ ΜΟΡΦΟΛΟΓΙΑ ΚΑΙ ΒΙΟΚΛΙΜΑΣΙΚΟ΢ ΢ΥΔΓΙΑ΢ΜΟ΢ .............. 18 2.1 ΖΛΗΑΚΖ ΑΚΣΗΝΟΒΟΛΗΑ .................................................................................. 18 2.1.1 ΗΛΙΑΚΗ ΓΔΩΜΔΣΡΙΑ .................................................................................. 18 2.1.2 ΑΞΙΟΛΟΓΗ΢Η ΢ΤΝΘΗΚΩΝ ΑΚΣΙΝΟΒΟΛΙΑ΢ .......................................... 19 2.1.3 ΔΛΔΓΥΟ΢ ΗΛΙΑΚΗ΢ ΑΚΣΙΝΟΒΟΛΙΑ΢ ....................................................... 23 2.2 ΑΝΔΜΟ΢ ............................................................................................................. 29 2.2.1 ΥΑΡΑΚΣΗΡΙ΢ΣΙΚΑ ....................................................................................... 29 2.2.2 ΑΞΙΟΛΟΓΗ΢Η ΑΝΔΜΟΛΟΓΙΚΩΝ ΢ΤΝΘΗΚΩΝ ........................................ 30 2.2.3 ΔΛΔΓΥΟ΢ ΑΝΔΜΟΤ ..................................................................................... 35 2.3 Α΢ΣΗΚΟ ΠΡΑ΢ΗΝΟ ............................................................................................. 38 2.3.1 ΙΓΙΟΣΗΣΔ΢ ................................................................................................... 38 2.3.2 ΥΩΡΟΘΔΣΗ΢Η ΚΑΙ ΔΠΙΛΟΓΗ ΦΤΣΔΤ΢Η΢ ............................................... 40 2.4 ΘΔΡΜΗΚΖ ΑΝΔ΢Ζ .............................................................................................. 43 2.4.1 ΟΡΙ΢ΜΟ΢ ...................................................................................................... 43 2.4.2 ΓΔΙΚΣΔ΢ ΔΚΣΙΜΗ΢Η΢ ΣΗ΢ ΘΔΡΜΙΚΗ΢ ΑΝΔ΢Η΢ .................................. 43 2.4.3 ΟΠΣΙΚΗ ΑΠΔΙΚΟΝΙ΢Η ΣΗ΢ ΘΔΡΜΙΚΗ΢ ΑΝΔ΢Η΢.................................. 47 3. ΜΔΛΔΣΗ ΠΔΡΙΠΣΧ΢Η΢....................................................................................... 51 3.1 ΠΔΡΗΓΡΑΦΖ ΣΖ΢ ΠΔΡΗΟΥΖ΢ ΜΔΛΔΣΖ΢ ....................................................... 51 3.2 ΔΚΣΗΜΖ΢Ζ ΢ΤΝΘΖΚΧΝ ΑΚΣΗΝΟΒΟΛΗΑ΢ ................................................... 52 3.3 ΔΚΣΗΜΖ΢Ζ ΑΝΔΜΟΛΟΓΗΚΧΝ ΢ΤΝΘΖΚΧΝ ................................................ 58 3

Καξαθνύλνο Ισάλλεο

Πνιενδνκηθόο ζρεδηαζκόο θαη αζηηθό κηθξνθιίκα

4. ΢ΤΜΠΔΡΑ΢ΜΑΣΑ ................................................................................................. 64 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ .......................................................................................................... 66

4

Καξαθνύλνο Ισάλλεο

Πνιενδνκηθόο ζρεδηαζκόο θαη αζηηθό κηθξνθιίκα

ΚΑΣΑΛΟΓΟΙ ΚΑΣΑΛΟΓΟ΢ ΠΗΝΑΚΧΝ ΚΔΦΑΛΑΙΟ 2ν Πίλαθαο 2.1: Σηκέο ιεπθαχγεηαο πιηθψλ Πίλαθαο 2.2: ΢εκεία κεηξήζεσλ Πίλαθαο 2.3: Σηκέο S = VH /V10 γηα δηάθνξα χςε H ζε εκηαζηηθή θαη αζηηθή πεξηνρή Πίλαθαο 2.4: Πνζνζηά εμαηκηζνδηαπλνήο θαη ζέξκαλζεο αέξα Πίλαθαο 2.5: Ηδηφηεηεο θπηψλ Πίλαθαο 2.6: Γείθηεο PET θαη ζεξκηθή άλεζε Πίλαθαο 2.7: Σηκέο ηνπ δείθηε PET ζε δηάθνξεο κεηεσξνινγηθέο ζπλζήθεο ΚΑΣΑΛΟΓΟ΢ ΔΗΚΟΝΧΝ ΚΔΦΑΛΑΙΟ 1ν Δηθφλα 1.1: Δπηθαλεηαθή ζεξκνθξαζία γηα ηε Βνζηψλε, 2009 Δηθφλα 1.2: Μέζε Δπνρηαθή Θεξκνθξαζία Αέξα γηα ηελ Αζήλα (Μάηνο - ΢επηέκβξηνο 2007) Δηθφλα 1.3: Ο ζρεκαηηζκφο βξφρνπ αλαθπθινθνξίαο ζε κηα αζηηθή νδηθή ραξάδξα Δηθφλα 1.4: Γεσκεηξηθά ραξαθηεξηζηηθά ηεο αζηηθήο νδηθήο ραξάδξαο ΚΔΦΑΛΑΙΟ 2ν Δηθφλα 2.1: Γσλία χςνπο (α) θαη γσλία αδηκνπζίνπ (γs) ηνπ ειίνπ Δηθφλα 2.2: Οπηηθή απεηθφληζε ηνπ SVF Δηθφλα 2.3: Φσηνγξαθία Fish - Eye Δηθφλα 2.4: Υάξηεο SVF – αιγφξηζκνο matlab, πεξηνρή All Saint‟s Garden (Cambridge) Δηθφλα 2.5: Θέζεηο ηνπ ειίνπ αλά ψξα γηα ηελ 5ε Μαξηίνπ, wea Αζήλαο Δηθφλα 2.6: ΢θίαζε ηεο πεξηνρήο (15.00 – 5ε Μαξηίνπ), wea Αζήλαο Δηθφλα 2.7: Δχξνο ζθίαζεο (5ε Μαξηίνπ), wea Αζήλαο Δηθφλα 2.8: ΢πλνιηθή αθηηλνβνιία ζε νξηδφληην επίπεδν χςνπο 1,5κ. (5ε Μαξηίνπ) Δηθφλα 2.9: Σαρχηεηεο αλέκσλ ζην επίπεδν ησλ πεδψλ (1,5m) γηα βνξεηναλαηνιηθνχο αλέκνπο (225ν) – πεξηνρή Αζήλαο Δηθφλα 2.10: Σαρχηεηεο αλέκσλ ζην επίπεδν ησλ πεδψλ (1,5m) γηα λνηηνδπηηθνχο αλέκνπο (30ν) – πεξηνρή Αζήλαο Δηθφλα 2.11: ΢ηηγκηφηππν απφ θηλνχκελε πξνζνκνίσζε αλεκνινγηθψλ ζπλζεθψλ Δηθφλα 2.12: ΢ηέγαζηξν σο κέηξν αλεκνπξνζηαζίαο 5

Καξαθνύλνο Ισάλλεο

Πνιενδνκηθόο ζρεδηαζκόο θαη αζηηθό κηθξνθιίκα

Δηθφλα 2.13: Δπηξξνή θηεξηαθψλ θειπθψλ ζηηο αλεκνινγηθέο ζπλζήθεο Δηθφλα 2.14: Φπιινβφια δέληξα Δηθφλα 2.15: Γέληξα κε ππθλά θπιιψκαηα σο αλεκνθξάγκαηα Δηθφλα 2.16: Πξφηαζε γηα ρσξηθή θαηαλνκή δέληξσλ ζε ρψξν 100 η.κ. Δηθφλα 2.17: Μέζνδνο πξνζδηνξηζκνχ δσλψλ ζεξκηθήο άλεζεο Δηθφλα 2.18: Εψλεο ζεξκηθήο άλεζεο γηα ηηο πιαηείεο Florentiner Platz (αξηζηεξά) θαη Bahnhofsplatz (δεμηά) ΚΔΦΑΛΑΙΟ 3ν Δηθφλα 3.1: Πεξηνρή κειέηεο Δηθφλα 3.2: Σξηζδηάζηαηε απεηθφληζε ηεο πεξηνρήο κειέηεο Δηθφλα 3.3: Δπηινγή θιηκαηνινγηθψλ δεδνκέλσλ ηεο πεξηνρήο κειέηεο Δηθφλα 3.4: Δπηινγή ησλ αληίζηνηρσλ πιηθψλ γηα θάζε επηθάλεηα Δηθφλα 3.5: Οξηδφληην επίπεδν αλαθνξάο γηα ηηο ζπλζήθεο αθηηλνβνιίαο Δηθφλα 3.6: Μέζε εκεξήζηα πξνζπίπηνπζα ειηαθή αθηηλνβνιία γηα ηελ ρεηκεξηλή πεξίνδν (1ε Γεθεκβξίνπ – 28ε Φεβξνπαξίνπ) Δηθφλα 3.7: Μέζε εκεξήζηα πξνζπίπηνπζα ειηαθή αθηηλνβνιία γηα ηελ θαινθαηξηλή πεξίνδν (1ε Ηνπλίνπ – 31ε Απγνχζηνπ) Δηθφλα 3.8: Πξνζδηνξηζκφο γεσγξαθηθήο ζέζεο ηεο πεξηνρήο κειέηεο Δηθφλα 3.9: Αλεκνινγηθέο ζπλζήθεο ζην επίπεδν ησλ πεδψλ (1,5m) γηα λνηηνδπηηθνχο αλέκνπο ηαρχηεηαο 3,5 θαη 8 m/s Δηθφλα 3.10: Αλεκνινγηθέο ζπλζήθεο ζην επίπεδν ησλ πεδψλ (1,5m) γηα λνηηνδπηηθνχο αλέκνπο ηαρχηεηαο 12 m/s Δηθφλα 3.11: «Τςνκεηξηθή» απφδνζε ησλ ηηκψλ ηεο ηαρχηεηαο γηα λνηηνδπηηθνχο αλέκνπο 3,5 θαη 8 m/s Δηθφλα 3.12: «Τςνκεηξηθή» απφδνζε ησλ ηηκψλ ηεο ηαρχηεηαο γηα λνηηνδπηηθνχο αλέκνπο 12 m/s ΚΑΣΑΛΟΓΟ΢ ΓΗΑΓΡΑΜΜΑΣΧΝ ΚΔΦΑΛΑΙΟ 1ν Γηάγξακκα 1.1: Mέζε Θεξκνθξαζηαθή δηαθνξά – Αζηηθή Θεξκηθή Νεζίδα ΚΔΦΑΛΑΙΟ 2ν Γηάγξακκα 2.1: Ζιηαθφ δηάγξακκα γηα γεσγξαθηθφ πιάηνο 36º Γηάγξακκα 2.2: Θεξκνθξαζία αέξα ησλ ζεκείσλ κέηξεζεο 6

Καξαθνύλνο Ισάλλεο

Πνιενδνκηθόο ζρεδηαζκόο θαη αζηηθό κηθξνθιίκα

Γηάγξακκα 2.3: Ρνδφγξακκα αλέκνπ, Αεξνδξφκην Altoona, Πελζπιβάληα, ΖΠΑ Γηάγξακκα 2.4: Αλεκνινγηθά δεδνκέλα πεξηνρήο Διιεληθνχ, Αζήλα (πεξίνδνο 19551997) Γηάγξακκα 2.4: Θεξκνθξαζηαθέο δηαθπκάλζεηο αέξα γηα δηάθνξα είδε θπηψλ Γηάγξακκα 2.5: ΢πζρέηηζε δείθηε ASV θαη ζεξκνθξαζίαο αέξα Γηάγξακκα 2.6: ΢πζρέηηζε δείθηε ASV θαη ηαρχηεηαο αλέκνπ

7

Καξαθνύλνο Ισάλλεο

Πνιενδνκηθόο ζρεδηαζκόο θαη αζηηθό κηθξνθιίκα

ΑΡΚΣΗΚΟΛΔΞΑ – ΢ΤΝΣΟΜΟΓΡΑΦΗΔ΢ ΑΔ: Αλψλπκε Δηαηξία ΓΟΚ: Γεληθφο Οηθνδνκηθφο Καλνληζκφο ΔΜΤ: Δζληθή Μεηεσξνινγηθή Τπεξεζία ΖΠΑ: Ζλσκέλεο Πνιηηείεο Ακεξηθήο ΚΑΠΔ: Κέληξν Αλαλεψζηκσλ Πεγψλ Δλέξγεηαο ΣΔΔ: Σερληθφ Δπηκειεηήξην Διιάδνο

ASHRAE: American Society of Heating, Refrigerating and Air-conditioning Engineers ASV: Actual Sensation Vote CFD: Computational Fluid Dynamics DEM: Digital Elevation Model ISO: International Organization for Standardization MEMI: Munich Energy Balance Model for Individuals MRT: Mean Radiant Temperature PET: Physiological Equivalent Temperature RUROS: Rediscovering the Urban Realm and Open Spaces SET: Standard Effective Temperature SVF: Sky View Factor TS: Thermal Sensation UHI: Urban Heat Island USC: Urban Street Canyon UTCI: Universal Thermal Climate Index WCI: Wind Chill Index

8

Καξαθνύλνο Ισάλλεο

Πνιενδνκηθόο ζρεδηαζκόο θαη αζηηθό κηθξνθιίκα

ΔΤΥΑΡΙ΢ΣΙΔ΢ Γηα ηελ νινθιήξσζε ηεο δηπισκαηηθήο απηήο εξγαζίαο, ζεκαληηθή ήηαλ ε ζπκβνιή κειψλ ηεο επηζηεκνληθήο θνηλφηεηαο θαη ζεσξψ απαξαίηεην λα ηνπο εθθξάζσ ηηο ζεξκέο κνπ επραξηζηίεο. Αξρηθά, ζα ήζεια λα επραξηζηήζσ ηνλ επηβιέπνληα θαζεγεηή κνπ θ. ΢ηαζάθε Γεκήηξην γηα φιε ηελ επηζηεκνληθή ππνζηήξημε πνπ

κνπ

παξείρε.

Δπίζεο,

πνιχ

ζεκαληηθή

ήηαλ

ε

ζπλεηζθνξά

ηνπ

θ.

Υαξαιακπφπνπινπ Ησάλλε, γεσπφλνπ θαη εξεπλεηή ζην Γεσπνληθφ Παλεπηζηήκην Αζελψλ, ηδηαίηεξα ζηνλ ηνκέα ηεο βηνκεηεσξνινγίαο. Σέινο, ζα ήζεια λα επραξηζηήζσ ηνλ θ. Μαηδαξάθε Αληξέα, θαζεγεηή ζην Παλεπηζηήκην ηνπ Freiburg, γηα ην γεγνλφο φηη κνπ παξείρε ην ινγηζκηθφ RayMan Pro, ζεκαληηθφ ππνινγηζηηθφ εξγαιείν γηα ηελ θαηαλφεζε ησλ ζπλζεθψλ ζεξκηθήο άλεζεο ζηνλ αζηηθφ ρψξν.

9

Καξαθνύλνο Ισάλλεο

Πνιενδνκηθόο ζρεδηαζκόο θαη αζηηθό κηθξνθιίκα

ΔΙ΢ΑΓΧΓΗ Ο ζρεδηαζκφο ηνπ ρψξνπ απνηειεί έλα γλσζηηθφ αληηθείκελν ην νπνίν ρξήδεη δηεπηζηεκνληθήο πξνζέγγηζεο. Κάζε θνξά πνπ κειεηάηαη ν ρψξνο, πξέπεη λα πξαγκαηνπνηείηαη κία ιεπηνκεξήο πνιπθξηηεξηαθή αλάιπζε, έηζη ψζηε λα ζπλάγνληαη ηεθκεξησκέλα ζπκπεξάζκαηα θαη εχζηνρεο πξνηάζεηο. Σα θξηηήξηα αλάιπζεο ηνπ ρψξνπ κπνξεί λα είλαη νηθνλνκηθά, θνηλσληθά, πεξηβαιινληηθά θ.α. Αλάινγα κε ηελ θιίκαθα ζρεδηαζκνχ, θάζε θξηηήξην έρεη θαη δηαθνξεηηθή «βαξχηεηα». ΢ηνλ πνιενδνκηθφ ζρεδηαζκφ, ηα θξηηήξηα ζρεδηαζκνχ (αλάιπζεο θαη πξφηαζεο) παξνπζηάδνπλ δηαθνξνπνηήζεηο αλάινγα κε ηελ θιίκαθα. ΢ηνλ ζηξαηεγηθφ ζρεδηαζκφ1 (θιίκαθα 1:10.000 θαη άλσ), ηα θνηλσληθν-νηθνλνκηθά θξηηήξηα, γηα παξάδεηγκα, παίδνπλ πνιχ ζεκαληηθφ ξφιν ζηε ράξαμε πνιενδνκηθήο πνιηηηθήο, ελψ ζηνλ θπζηθφ ζρεδηαζκφ2 (θιίκαθα 1:10.000 θαη θάησ) ηα παξαπάλσ θξηηήξηα επεξεάδνπλ ζε κηθξφηεξν βαζκφ ην ζρεδηαζκφ. ΢ηνλ θπζηθφ ζρεδηαζκφ, επίζεο, ππεηζέξρνληαη θαη λέα θξηηήξηα, φπσο π.ρ. ε αηζζεηηθή ζηνλ αζηηθφ ζρεδηαζκφ θαη ε βηνθιηκαηηθή πξνζέγγηζε. ΢ηελ παξνχζα δηπισκαηηθή εξγαζία κειεηάηαη ε βηνθιηκαηηθή πξνζέγγηζε ζηνλ πνιενδνκηθφ ζρεδηαζκφ. Με βάζε ηα βηνθιηκαηηθά θξηηήξηα πνπ ζα αλαιπζνχλ, ζα δηεξεπλεζεί ε επίδξαζε πνπ δχλαηαη λα έρεη ε αζηηθή κνξθνινγία ζην κηθξνθιίκα ηνπ αζηηθνχ ρψξνπ.

Ο ζηξαηεγηθφο ζρεδηαζκφο αλαθέξεηαη ζηηο βαζχηεξεο δνκέο θαη δπλάκεηο πνπ δηακνξθψλνπλ ηελ πιηθή κνξθή ηνπ ρψξνπ θαη αζθείηαη κε κέζν- ε καθξν-ρξφλην νξίδνληα (Οηθνλφκνπ, 2008).

1

2

Ο θπζηθφο ζρεδηαζκφο παξαπέκπεη ζε παξεκβάζεηο πνπ ηξνπνπνηνχλ ηελ πιηθή ή θπζηθή κνξθή θαη νξγάλσζε ηνπ ρψξνπ – ιεπηνκεξεηαθέο παξεκβάζεηο κηθξήο ζρεηηθά θιίκαθαο θαη βξαρπρξφληνπ νξίδνληα (Οηθνλφκνπ, 2008).

10

Καξαθνύλνο Ισάλλεο

Πνιενδνκηθόο ζρεδηαζκόο θαη αζηηθό κηθξνθιίκα

1. ΓΔΝΙΚΑ ΥΑΡΑΚΣΗΡΙ΢ΣΙΚΑ ΣΟΤ Α΢ΣΙΚΟΤ ΠΔΡΙΒΑΛΛΟΝΣΟ΢ 1.1 Ζ ΔΝΝΟΗΑ ΣΟΤ Α΢ΣΗΚΟΤ ΜΗΚΡΟΚΛΗΜΑΣΟ΢ Γηα λα πξνζεγγηζηεί ε έλλνηα ηνπ αζηηθνχ κηθξνθιίκαηνο, πξέπεη πξσηίζησο λα γίλεη κηα αλαθνξά ζηα ραξαθηεξηζηηθά ηνπ θιίκαηνο γεληθφηεξα. Σν θιίκα ζε θάζε πεξηνρή ηνπ πιαλήηε κπνξεί λα πεξηγξαθεί ζε ηξία δηαθνξεηηθά επίπεδα, από ην γεληθό πξνο ην εηδηθό, από ηε κεγαιύηεξε θιίκαθα ζηε κηθξόηεξε (Μπνπγηαηηψηε, 2010): • Σν καθξνθιίκα: Αθνξά ηα γεληθά θιηκαηνινγηθά ραξαθηεξηζηηθά κηαο ρψξαο ή πεξηθέξεηαο (ειηνθάλεηα, πγξαζία, κέζε εηήζηα βξνρφπησζε θ.α.).

• Σν κεζνθιίκα: Δίλαη ν κεηαζρεκαηηζκφο ηνπ καθξνθιίκαηνο ιφγσ ηνπηθψλ ηδηαηηεξνηήησλ κηαο πεξηνρήο, φπσο ην αλάγιπθν ηνπ εδάθνπο, ε χπαξμε κεγάισλ επηθαλεηψλ λεξνχ θαη ε βιάζηεζε.

• Σν κηθξνθιίκα: Αθνξά κηα ηνπηθή αηκνζθαηξηθή δψλε, φπνπ ην θιίκα δηαθέξεη απφ ηελ επξχηεξε πεξηνρή. Παξάδεηγκα κηθξνθιίκαηνο: Σν ππθλνδνκεκέλν θέληξν κηαο πφιεο, φπνπ ην κπεηφλ θαη ε άζθαιηνο απνξξνθνχλ ηελ ειηαθή αθηηλνβνιία ζε κεγάιν βαζκφ θαη εθπέκπνπλ ζεξκφηεηα απμάλνληαο ηε ζεξκνθξαζία ηνπ αζηηθνχ πεξηβάιινληνο. Σν αζηηθό κηθξνθιίκa, ινηπφλ, αλαθέξεηαη ζηηο ηνπηθέο θιηκαηνινγηθέο ζπλζήθεο πνπ επηθξαηνχλ ζε έλαλ αζηηθφ ρψξν (πιαηεία, πάξθν, γεηηνληά θ.α.), νη νπνίεο κπνξνχλ λα παξνπζηάδνπλ ζεκαληηθέο δηαθνξνπνηήζεηο ζε ζρέζε κε ηηο επηθξαηνχζεο θιηκαηνινγηθέο ζπλζήθεο ζηελ επξχηεξε πεξηνρή. Ζ αζηηθή κνξθνινγία3 επεξεάδεη ηηο κηθξνθιηκαηηθέο απηέο ζπλζήθεο, αθνχ θαζνξίδεη ζε κεγάιν βαζκφ ηε ζθίαζε θαη ηε ξνή ηνπ αηκνζθαηξηθνχ αέξα αλάκεζα ζηα θηήξηα (αεξηζκφο). Δπνκέλσο, ην αζηηθφ κηθξνθιίκα κπνξεί λα ηξνπνπνηεζεί κέζα απφ ηε δηαδηθαζία ηνπ πνιενδνκηθνχ ζρεδηαζκνχ. Σα θιηκαηνινγηθά ζηνηρεία πνπ ζπλζέηνπλ ην αζηηθφ κηθξνθιίκα είλαη ε ζεξκνθξαζία ηνπ αέξα θαη ησλ επηθαλεηψλ, ε ηαρχηεηα θαη ε θαηεχζπλζε ηνπ αλέκνπ, ν ειηαζκφο ηνπ αζηηθνχ ρψξνπ, ε πγξαζία θαη ε ζπγθέληξσζε ηεο ζθφλεο θαη ησλ ξχπσλ θνληά ζην έδαθνο (Πνιπρξνλφπνπινο, 2004). Οη θιηκαηνινγηθέο παξάκεηξνη, φκσο, πνπ ξπζκίδνπλ θαηά θχξην ιφγν ηηο κηθξνθιηκαηηθέο ζπλζήθεο είλαη ε ειηαθή αθηηλνβνιία (ειηαζκφο4) θαη ν αεξηζκφο. Σα ηνπηθά δηακνξθσκέλα πεδία αθηηλνβνιίαο Ο φξνο αζηηθή κνξθνινγία εθθξάδεη ηελ ηξηζδηάζηαηε κνξθή κηαο νκάδαο θηεξίσλ θαη ησλ ρψξσλ πνπ απηά δεκηνπξγνχλ (Steemers & Ramos, 2004).

3

4

Ηιηαζκόο: Ζ επηιεθηηθή έθζεζε ρψξσλ ζηελ ειηαθή αθηηλνβνιία (Γηάλλαο, 2002).

11

Καξαθνύλνο Ισάλλεο

Πνιενδνκηθόο ζρεδηαζκόο θαη αζηηθό κηθξνθιίκα

θαη αλέκνπ, δηακνξθψλνπλ κε ηε ζεηξά ηνπο ηα πεδία ηεο ζεξκνθξαζίαο θαη ηεο πγξαζίαο, δειαδή ηηο ζπλζήθεο ζεξκηθήο άλεζεο5 (ΚΑΠΔ, 2011). Τπάξρνπλ, βέβαηα, θαη νη κε θιηκαηνινγηθνί παξάγνληεο δηακφξθσζεο ηνπ αζηηθνχ κηθξνθιίκαηνο, φπσο ε αζηηθή κνξθνινγία (πνιενδνκηθφο ζρεδηαζκφο) θαη νη ηδηφηεηεο ησλ πιηθψλ ηνπ δνκεκέλνπ πεξηβάιινληνο. Οπζηαζηηθά, νη δχν απηνί παξάγνληεο δηακνξθψλνπλ ηηο κηθξνθιηκαηηθέο ζπλζήθεο ζηε πφιε. Ζ παξνχζα εξγαζία δελ ζα εζηηάζεη ζηηο ηδηφηεηεο ησλ πιηθψλ, αιιά ζηελ επίδξαζε ηεο αζηηθήο κνξθνινγίαο ζηνλ ειηαζκφ θαη αεξηζκφ ηνπ αζηηθνχ ρψξνπ.

1.2 ΜΗΚΡΟΚΛΗΜΑΣΗΚΑ ΦΑΗΝΟΜΔΝΑ ΢ΣΟΝ Α΢ΣΗΚΟ ΥΧΡΟ 1.2.1 Α΢ΣΙΚH ΘΔΡΜΙΚΗ ΝΗ΢ΙΓΑ Σν θαηλφκελν αλαθέξεηαη ζηελ χπαξμε πςειφηεξσλ ζεξκνθξαζηψλ ζηηο ππθλνδνκεκέλεο αζηηθέο πεξηνρέο ζε ζρέζε κε ηνλ ππφινηπν αζηηθφ ρψξν θαη ηα πεξίρσξά ηνπ. Ζ ζεξκνθξαζηαθή δηαθνξά αξρίδεη λα παξαηεξείηαη απφ λσξίο ην κεζεκέξη, ελψ απνθηά ηε κέγηζηε ηηκή ηεο δχν ή ηξεηο ψξεο κεηά ηε δχζε ηνπ ειίνπ, φηαλ ηα πιηθά πνπ ζπληζηνχλ ην δνκεκέλν πεξηβάιινλ ηεο πφιεο αξρίδνπλ λα απνβάιινπλ ηε ζεξκφηεηα πνπ απνζήθεπζαλ θαηά ηε δηάξθεηα ηεο εκέξαο (Akbari, 1992, φπσο αλαθέξεηαη ζην Μπνπγηαηηψηε, 2010). Ζ κέζε ζεξκνθξαζηαθή δηαθνξά πνπ παξαηεξείηαη ζηηο πεξηζζφηεξεο πφιεηο θαίλεηαη ζην παξαθάησ δηάγξακκα: Γηάγξακκα 1.1: Mέζε Θεξκνθξαζηαθή δηαθνξά – Αζηηθή Θεξκηθή Νεζίδα

Πεγή: Cox, 2005, ηδία επεμεξγαζία 5

Θεξκηθή άλεζε: Ζ θαηάζηαζε ηνπ εγθεθάινπ πνπ εθδειψλεη ηθαλνπνίεζε ζε ζρέζε κε ην ζεξκηθφ πεξηβάιινλ (ISO 7730, 1994). Θα ππάξμεη εθηελήο αλάιπζε ηεο έλλνηαο ζε επφκελν θεθάιαην.

12

Καξαθνύλνο Ισάλλεο

Πνιενδνκηθόο ζρεδηαζκόο θαη αζηηθό κηθξνθιίκα

Σν θαηλφκελν νθείιεηαη ζε κηα πιεζψξα παξαγφλησλ, φπσο: • Η αζηηθή κνξθνινγία: Δπεξεάδεη ηε ξνή ηνπ αλέκνπ ζε κεγάιν βαζκφ. ΢ε ππθλνδνκεκέλεο πεξηνρέο, ν άλεκνο δελ θαηαθέξλεη λα δηέιζεη κέζα απφ ηνλ αζηηθφ ηζηφ. Απηό έρεη σο απνηέιεζκα λα κεηώλνληαη νη δπλαηόηεηεο απαγσγήο ζεξκόηεηαο, κέζσ ηνπ θαηλνκέλνπ ηεο κεηαθνξάο από ηηο θαηαθόξπθεο επηθάλεηεο ησλ θηηξίσλ θαη ηηο νξηδόληηεο επηθάλεηεο ησλ επηθαιύςεσλ

ησλ δξόκσλ θαη ησλ πεδνδξνκίσλ

(΢αληακνχξεο, 2000).

• Η αηκνζθαηξηθή ξύπαλζε: Δκπνδίδεη ηε δηαθπγή ηεο ζεξκηθήο αθηηλνβνιίαο 6 πξνο ηνλ νπξαλφ κε απνηέιεζκα ηελ αχμεζε ηεο ζεξκνθξαζίαο ηνπ αέξα. Ζ δηαδηθαζία απηή παξνπζηάδεη νκνηφηεηεο κε ην θαηλφκελν ηνπ ζεξκνθεπίνπ.

• Σα πιηθά ηνπ δνκεκέλνπ πεξηβάιινληνο θαη ησλ ππαίζξησλ ρώξσλ: Όζν πην κεγάιε ζεξκνρσξεηηθφηεηα7 έρεη έλα πιηθφ, ηφζν πην εχθνια δηαηεξεί πςειή ζεξκνθξαζία γηα κεγάιν ρξνληθφ δηάζηεκα.

• Η έιιεηςε ρώξσλ πξαζίλνπ θαη πδάηηλσλ επηθαλεηώλ: Απηφ έρεη σο απνηέιεζκα ηελ έιιεηςε δπλαηνηήησλ δξνζηζκνχ κέζσ ηνπ θαηλνκέλνπ ηεο εμάηκηζεο. Η εμάηκηζε ηνπ λεξνύ ζπκβάιιεη ζηε κείσζε ηεο ζεξκνθξαζίαο ηνπ αέξα, θαζώο γηα λα πξαγκαηνπνηεζεί απνξξνθώληαη ζεκαληηθά πνζά ζεξκόηεηαο από ην πεξηβάιινλ. ΢ηηο επηθάλεηεο λεξνύ, ε εμάηκηζε ηνπ λεξνύ πξαγκαηνπνηείηαη άκεζα, ελώ ζηε βιάζηεζε εμαηκίδεηαη ην λεξό πνπ εθιύεηαη από ηα ζηόκαηα ησλ θύιισλ κε ηε ιεηηνπξγία ηεο δηαπλνήο (Μπνπγηαηηψηε, 2010).

• Κπθινθνξηαθή ζπκθόξεζε: Ζ ζεξκφηεηα πνπ παξάγεηαη απφ έλα κεγάιν αξηζκφ απηνθηλήησλ ζπκβάιιεη ζηελ αχμεζε ηεο ζεξκνθξαζίαο ηνπ αέξα. ΢ηελ εηθφλα 1.1, παξνπζηάδεηαη ε επηθαλεηαθή ζεξκνθξαζία ζε δεδνκέλε ρξνληθή ζηηγκή (απνγεπκαηηλή ψξα, 2009) γηα ηελ πφιε ηεο Βνζηψλεο. Με έληνλν θφθθηλν ρξψκα δηαθξίλνληαη νη ζεξκφηεξεο δψλεο (θέληξν θαη ππθλνδνκεκέλεο πεξηνρέο), ελψ κε ζθνχξν κπιε νη ςπρξφηεξεο (ζάιαζζα). Ζ επηθαλεηαθή ζεξκνθξαζία αθνξά ηε ζεξκνθξαζία πνπ έρεη θάζε επηθάλεηα (κπεηφ, άζθαιηνο θ.η.ι.), επεξεάδεη ηε ζεξκνθξαζία ηνπ αέξα θαη ζπληειεί έηζη ζηε δεκηνπξγία αζηηθψλ ζεξκηθψλ λεζίδσλ. Γηα παξάδεηγκα, ηα πάξθα θαη νη πεξηνρέο κε βιάζηεζε πνπ έρνπλ ςπρξφηεξε

Θεξκηθή αθηηλνβνιία: Ζ ειεθηξνκαγλεηηθή αθηηλνβνιία πνπ εθπέκπεηαη απφ ηελ επηθάλεηα ελφο ζψκαηνο ιφγσ ηεο ζεξκνθξαζίαο ηνπ (Εψγνπ, 2007).

6

7

Θεξκνρσξεηηθόηεηα: Δίλαη ε ηθαλφηεηα ελφο ζψκαηνο λα απνζεθεχεη ζεξκφηεηα θαηά ηε ζέξκαλζή ηνπ θαη θαλεξψλεη πφζν εχθνια ζεξκαίλεηαη ή ςχρεηαη ην ζψκα απηφ. (http://el.science.wikia.com/wiki/Θεξκνρσξεηηθφηεηα)

13

Καξαθνύλνο Ισάλλεο

Πνιενδνκηθόο ζρεδηαζκόο θαη αζηηθό κηθξνθιίκα

επηθαλεηαθή ζεξκνθξαζία ζε ζρέζε κε ην κπεηφλ θαη ηελ άζθαιην, ζπληεινχλ ζηε κείσζε ηεο ζεξκνθξαζίαο ηνπ αέξα (Wong, 2005). Αθφκα, ζηελ εηθφλα 1.2, παξνπζηάδεηαη ην θαηλφκελν (UHI) ζε δηάζηεκα πέληε κελψλ γηα ηελ πφιε ηεο Αζήλαο. Δηθόλα 1.1: Δπηθαλεηαθή ζεξκνθξαζία γηα ηε Βνζηψλε, 2009

Πεγή: Camilo Pérez Arrau, 2010, http://www.urbanheatislands.com/home Δηθόλα 1.2: Μέζε Δπνρηαθή Θεξκνθξαζία Αέξα γηα ηελ Αζήλα (Μάηνο - ΢επηέκβξηνο 2007)

Πεγή: http://www.urbanheatisland.info, 2011 14

Καξαθνύλνο Ισάλλεο

Πνιενδνκηθόο ζρεδηαζκόο θαη αζηηθό κηθξνθιίκα

1.2.2 Α΢ΣΙΚΗ ΟΓΙΚΗ ΥΑΡΑΓΡΑ Με ηνλ φξν «αζηηθή νδηθή ραξάδξα» πεξηγξάθεηαη έλαο δξόκνο κε πςειή ππθλόηεηα νδηθήο θπθινθνξίαο θαη κε ραξαθηεξηζηηθά ηέηνηα, ώζηε λα πεξηνξίδεηαη ζεκαληηθά ε δηάρπζε ησλ ξύπσλ από ηελ παξνπζία θηεξίσλ κε άκεζε ζπλέπεηα ηε δεκηνπξγία ζεκείνπ αηρκήο ζπγθεληξώζεσλ (Μνπζζηφπνπινο, 2005, φπσο αλαθέξεηαη ζην ΢ηνχηαο, 2011). Σα ραξαθηεξηζηηθά απηά είλαη ην κεγάιν χςνο ησλ θηεξίσλ ζε ζρέζε κε ην πιάηνο ηνπ δξφκνπ θαη ε θάζεηε δηεχζπλζε ηνπ αλέκνπ σο πξνο ηε δηεχζπλζε ηνπ δξφκνπ. Λφγσ ηεο θάζεηεο δηεχζπλζεο ηνπ αλέκνπ σο πξνο ηε δηεχζπλζε ηνπ δξφκνπ, δεκηνπξγείηαη ζηξφβηινο8. Ο ζηξφβηινο απηφο νλνκάδεηαη βξόρνο αλαθπθινθνξίαο θαη έρεη σο απνηέιεζκα λα εγθισβίδνληαη νη ξχπνη κέζα ζηελ αζηηθή νδηθή ραξάδξα (εηθφλα 1.3). Δηθόλα 1.3: Ο ζρεκαηηζκφο βξφρνπ αλαθπθινθνξίαο ζε κηα αζηηθή νδηθή ραξάδξα

Πεγή: Κνπηζνπξάθεο, 2010

Σα θχξηα γεσκεηξηθά ραξαθηεξηζηηθά κηαο αζηηθήο νδηθήο ραξάδξαο είλαη ην χςνο ησλ θηεξίσλ (H), ην πιάηνο ηνπ δξφκνπ (W) θαη ην κήθνο ησλ θηεξίσλ (L) (εηθφλα 1.4). Έλαο βαζηθφο αξηζκεηηθφο παξάγνληαο γηα ηε κειέηε ηνπ θαηλνκέλνπ ζεσξείηαη ν ιφγνο H/W (γηα ζπκκεηξηθέο ραξάδξεο κε Ζ1=Ζ2), θαζψο εμάγνληαη ζπκπεξάζκαηα γηα ην θέληξν ηνπ βξφρνπ αλαθπθινθνξίαο (Κνπηζνπξάθεο, 2010). Δπίζεο, πνιχ ζεκαληηθφ δεδνκέλν ζεσξείηαη θαη ε ηαρχηεηα ηνπ αέξα ζηηο θνξπθέο

Ζ δεκηνπξγία ηνπ ζηξνβίινπ νθείιεηαη ζε ηδηφηεηα ησλ ξεπζηψλ (αεξίσλ) - ζηξνβηιηζκόο ιόγσ ηνηρώκαηνο (McCabe, Smith, 2008).

8

15

Καξαθνύλνο Ισάλλεο

Πνιενδνκηθόο ζρεδηαζκόο θαη αζηηθό κηθξνθιίκα

ησλ θηεξίσλ (επηθξαηψλ άλεκνο), θαζψο επεξεάδεη ηελ ηαρχηεηα ηνπ αέξα ζην βξφρν αλαθπθινθνξίαο (Vardoulakis, Fisher, 2003). Οη Nakamura θαη Oke ην 1988, χζηεξα απφ έξεπλεο θαηέιεμαλ ζην ζπκπέξαζκα φηη: • Γηα ιφγν H/W≈1 => Ucanyon =2/3(UHmax), φπνπ Ucanyon: ε ηαρχηεηα ηνπ αέξα κέζα ζηε ραξάδξα θαη UHmax: ε ηαρχηεηα ηνπ αέξα ζηηο θνξπθέο ησλ θηεξίσλ

Δπίζεο, νη Walton θαη Cheng ην 2002, χζηεξα απφ πξνζνκνηψζεηο θαηέιεμαλ φηη: • Γηα ιφγν H/W=1,2 => Ucanyon =0,44(UHmax) Σν ζπκπέξαζκα πνπ πξνθχπηεη είλαη πσο γηα H/W > 1 , έρνπκε παξάγνληα κηθξφηεξν απφ 2/3, ελψ γηα H/W < 1, κεγαιχηεξν (Κνπηζνπξάθεο, 2010). Δηθόλα 1.4: Γεσκεηξηθά ραξαθηεξηζηηθά ηεο αζηηθήο νδηθήο ραξάδξαο

Πεγή: Κνπηζνπξάθεο, 2010, ηδία επεμεξγαζία

΢ηηο πεξηζζφηεξεο πεξηνρέο ησλ ζχγρξνλσλ πφιεσλ, ν ιφγνο H/W ππεξβαίλεη ηε κνλάδα. Έηζη, εκθαλίδνληαη έληνλα πεξηβαιινληηθά πξνβιήκαηα, φπσο ν κεησκέλνο αεξηζκφο ζην επίπεδν ηνπ δξφκνπ θαη ν εγθισβηζκφο ησλ ξχπσλ ζην εζσηεξηθφ ηεο «ραξάδξαο», ιφγσ ηνπ βξφρνπ αλαθπθινθνξίαο. Σα Πξνγξάκκαηα Τπνινγηζηηθήο Ρεπζηνδπλακηθήο (CFD)9 παξέρνπλ πιένλ ηε δπλαηφηεηα λα πξνβιέπνληαη κε κεγάιε

CFD: Τπνινγηζηηθά κνληέια ηνπ ρψξνπ πνπ πξνζνκνηψλνπλ ηε ξνή ηνπ αλέκνπ (Kofoed & Gaardsted, 2004) 9

16

Καξαθνύλνο Ισάλλεο

Πνιενδνκηθόο ζρεδηαζκόο θαη αζηηθό κηθξνθιίκα

αθξίβεηα ηα απνηειέζκαηα ησλ παξεκβάζεσλ ζηνλ αζηηθφ ρψξν (π.ρ. θχηεπζε δέληξσλ εθαηέξσζελ ελφο δξφκνπ).

17

Καξαθνύλνο Ισάλλεο

Πνιενδνκηθόο ζρεδηαζκόο θαη αζηηθό κηθξνθιίκα

2. Α΢ΣΙΚΗ ΜΟΡΦΟΛΟΓΙΑ ΚΑΙ ΒΙΟΚΛΙΜΑΣΙΚΟ΢ ΢ΥΔΓΙΑ΢ΜΟ΢ 2.1 ΖΛΗΑΚΖ ΑΚΣΗΝΟΒΟΛΗΑ 2.1.1 ΗΛΙΑΚΗ ΓΔΩΜΔΣΡΙΑ H θίλεζε ηνπ ειίνπ ζηνλ νπξαλφ θαηά ηε δηάξθεηα ηεο εκέξαο εμαξηάηαη απφ ηελ επνρή αιιά θαη απφ ην γεσγξαθηθφ κήθνο θαη πιάηνο. Ζ ζέζε ηνπ ειίνπ ζηνλ νπξαλφ θαη ζηνλ νξίδνληα πξνζδηνξίδεηαη απφ ηηο γσλίεο χςνπο θαη αδηκνπζίνπ αληίζηνηρα. Η γσλία ύςνπο (α) είλαη ε γσλία πνπ ζρεκαηίδεηαη κεηαμύ ηεο ζέζεο ηνπ ήιηνπ ζηνλ νπξαλό θαη ηνπ νξηδόληηνπ επηπέδνπ, ελώ ε γσλία αδηκνπζίνπ (γ s) είλαη ε γσλία ηεο νξζήο πξνβνιήο ηνπ ειίνπ επάλσ ζην νξηδόληην επίπεδν ζε ζρέζε κε ηνλ ηνπηθό κεζεκβξηλό Βνξξά – Νόηνπ (εηθφλα 2.1 - ΣΔΔ, 2011). ΢ηελ θαηεχζπλζε ηνπ λφηνπ, ε γσλία αδηκνπζίνπ νξίδεηαη ίζε κε 0º, αξλεηηθή πξνο ηελ αλαηνιή θαη ζεηηθή πξνο ηε δχζε. Δηθόλα 2.1: Γσλία χςνπο (α) θαη γσλία αδηκνπζίνπ (γs) ηνπ ειίνπ

Πεγή: ΣΔΔ, 2011

Ζ θίλεζε ηνπ ειίνπ ζηνλ νπξαλφ θαηά ηε δηάξθεηα ηεο εκέξαο πξνζδηνξίδεηαη απφ ηα ειηαθά δηαγξάκκαηα. ΢ηα ειηαθά δηαγξάκκαηα απεηθνλίδεηαη ε θίλεζε ηνπ ειίνπ ζηνλ νπξάλην ζφιν ζην επίπεδν νξζήο πξνβνιήο γηα ζπγθεθξηκέλν γεσγξαθηθφ 18

Καξαθνύλνο Ισάλλεο

Πνιενδνκηθόο ζρεδηαζκόο θαη αζηηθό κηθξνθιίκα

πιάηνο. Σν ειηαθφ δηάγξακκα δίλεη πιεξνθνξίεο γηα ηε θίλεζε ηνπ ειίνπ γηα ηελ 21ε κέξα θάζε κήλα. Παξαθάησ παξνπζηάδεηαη ην ειηαθφ δηάγξακκα γηα γεσγξαθηθφ πιάηνο 36º. Γηάγξακκα 2.1: Ζιηαθφ δηάγξακκα γηα γεσγξαθηθφ πιάηνο 36º

Πεγή: http://xenmen.wordpress.com, 2011

Με ηνλ νξηδφληην άμνλα πξνζδηνξίδεηαη ε γσλία αδηκνπζίνπ, ελψ κε ηνλ θάζεην ε γσλία χςνπο. Οη δηαθεθνκκέλεο θακπχιεο είλαη νη ψξεο ηεο εκέξαο (πξν κεζεκβξίαο θαη κεηά κεζεκβξίαο). Σνλ Ηνχλην παξαηεξείηαη ε κεγαιχηεξε γσλία χςνπο, ελψ ην Γεθέκβξην ε κηθξφηεξε.

2.1.2 ΑΞΙΟΛΟΓΗ΢Η ΢ΤΝΘΗΚΩΝ ΑΚΣΙΝΟΒΟΛΙΑ΢ Γηα ηελ θαηαλφεζε ησλ ζπλζεθψλ αθηηλνβνιίαο ζε έλαλ αζηηθφ ρψξν, πξέπεη λα θαηαλνεζεί ε έλλνηα ηεο αθηηλνβνινύκελεο ζεξκνθξαζίαο. Ζ αθηηλνβνινχκελε ζεξκνθξαζία είλαη απνηέιεζκα ηεο ζεξκηθήο αθηηλνβνιίαο (ειεθηξνκαγλεηηθή αθηηλνβνιία πνπ εθπέκπεηαη απφ ηελ επηθάλεηα ελφο ζψκαηνο ιφγσ ηεο ζεξκνθξαζίαο ηνπ). ΢ε θάζε πεξηβάιινλ ππάξρεη δηαξθήο αλάθιαζε θαη απνξξφθεζε θσηφο. Καζψο έλα άηνκν θηλείηαη ζηνλ ρψξν, ε ζεξκηθή αθηηλνβνιία πνπ δέρεηαη κεηαβάιιεηαη. ΢ε θάζε

ζεκείν

ηνπ

ρψξνπ

ππάξρεη

έλα

κνλαδηθφ

πεξηβάιινλ

αθηηλνβνιίαο 19

Καξαθνύλνο Ισάλλεο

Πνιενδνκηθόο ζρεδηαζκόο θαη αζηηθό κηθξνθιίκα

(Υαξαιακπφπνπινο, 2009). Ζ αθηηλνβνινχκελε ζεξκνθξαζία, ινηπφλ, είλαη ε ζεξκνθξαζία πνπ αληηιακβάλεηαη έλα άηνκν ζε έλαλ ρψξν, ιφγσ ηνπ ζπλδπαζκνχ φισλ ησλ επηθαλεηαθψλ ζεξκνθξαζηψλ, ησλ αλαθιάζεσλ, ηεο αζηηθήο κνξθνινγίαο, αθφκα θαη παξαγφλησλ φπσο ν πξνζαλαηνιηζκφο ηνπ θαη ν ξνπρηζκφο. Έλαο απφ ηνπο ζεκαληηθφηεξνπο δείθηεο γηα ηελ αμηνιφγεζε ησλ ζπλζεθψλ αθηηλνβνιίαο ζε έλαλ αζηηθφ ρψξν είλαη ε Μέζε Θεξκνθξαζία αθηηλνβνιίαο – Mean Radiant Temperature (MRT). Ζ MRT νξίδεηαη σο ε νκνηόκνξθε επηθαλεηαθή ζεξκνθξαζία ελόο θαληαζηηθνύ καύξνπ θειύθνπο, πνπ ζα πξνθαιέζεη ηελ ίδηα αληαιιαγή ζεξκόηεηαο κεηαμύ αηόκνπ θαη απηνύ, κε απηή πνπ ιακβάλεη ρώξα ζηηο εμεηαδόκελεο ζπλζήθεο (ASHRAE, 2003). Ζ MRT ζρεηίδεηαη άκεζα κε ηνλ άλζξσπν, ηε ζέζε θαη ηνλ πξνζαλαηνιηζκφ ηνπ ζην ρψξν, αιιά θαη ηε ζηάζε ηνπ ζψκαηφο ηνπ. Ο ζπγθεθξηκέλνο δείθηεο (MRT) είλαη πνιχ ζεκαληηθφο, επεηδή πνζνηηθνπνηεί ηε ζεξκηθή αθηηλνβνιία θαη εκπεξηέρεη ην ζχλνιν ησλ αθηηλνβνιηψλ κεγάινπ θαη κηθξνχ κήθνπο, άκεζεο θαη αλαθινχκελεο. Έλαο αθφκα ζεκαληηθφο δείθηεο γηα ηελ αμηνιφγεζε ησλ ζπλζεθψλ αθηηλνβνιίαο ζε έλαλ αζηηθφ ρψξν είλαη θαη ν ΢πληειεζηήο Θέαζεο ηνπ Οπξαλνχ (Sky View Factor – SVF). Οξίδεηαη σο ην πνζνζηό ηνπ νπξάληνπ ζόινπ πνπ είλαη νξαηό από ηνλ παξαηεξεηή από κηα ζπγθεθξηκέλε ζέζε ζηνλ ρώξν (Υαξαιακπφπνπινο, 2009) – εηθφλα 2.2. Ο SVF παίξλεη ηηκέο απφ 0 έσο 1. Γηα ηηκή 1 έρνπκε αλεκπφδηζηε ζέα ηνπ παξαηεξεηή πξνο ηνλ νπξαλφ, ελψ γηα ηηκή 0, δελ ππάξρεη νπηηθή επαθή κε ηνλ νπξαλφ. Δηθόλα 2.2: Οπηηθή απεηθφληζε ηνπ SVF

Πεγή: Unger, 2009 – ηδία επεμεξγαζία

20

Καξαθνύλνο Ισάλλεο

Πνιενδνκηθόο ζρεδηαζκόο θαη αζηηθό κηθξνθιίκα

Οη δχν βαζηθέο κέζνδνη γηα ηνλ ππνινγηζκφ ηνπ δείθηε είλαη: • Με δηαλπζκαηηθή κέζνδν - επεμεξγαζία βάζεο δεδνκέλσλ ηεο αζηηθήο κνξθνινγίαο (SVFvector) • Με ηνλ αιγφξηζκν BMSky – View απφ επεμεξγαζία θσηνγξαθηψλ fish – eye (SVFBMSky - View), (εηθφλα 2.3) Οη ηηκέο ησλ δχν κεζφδσλ γηα ην ίδην ζεκείν κειέηεο παξνπζηάδνπλ κηθξέο δηαθνξνπνηήζεηο (Gál & Rzepa, 2007). Δηθόλα 2.3: Φσηνγξαθία Fish - Eye

Πεγή: Gál & Rzepa, 2007

Ο δείθηεο SVF επεξεάδεη ζεκαληηθά ηηο ζεξκνθξαζηαθέο δηαθπκάλζεηο ζην αζηηθφ πεξηβάιινλ θαη ζρεηίδεηαη κε ην θαηλφκελν ηεο αζηηθήο ζεξκηθήο λεζίδαο. Γεληθά, ρακειόηεξνο ζπληειεζηήο ζεκαίλεη αύμεζε ηνπ θαηλνκέλνπ ηεο αζηηθήο ζεξκηθήο λεζίδαο, αλ θαη πξέπεη λα ζπλππνινγηζηνύλ θαη άιινη παξάγνληεο (Steemers & Ramos, 2004). Δπίζεο, κεηά απφ έξεπλεο ζην Martin Center ζην Cambridge ηεο Αγγιίαο, ν δείθηεο απνηππψζεθε ραξηνγξαθηθά κε ηνλ αιγφξηζκν Matlab. Υξεζηκνπνηψληαο έλα ηξηζδηάζηαην κνληέιν, ςεθηαθφ πςνκεηξηθφ κνληέιν (DEM), ζρεκαηηθφ ράξηε θάηνςεο θαη εηζάγνληαο γεσγξαθηθά θαη κηθξνθιηκαηηθά δεδνκέλα, (ππνινγηζηηθά πξνγξάκκαηα AutoCAD, 3D Studio Max, Maya, Lightwave, Adobe Photoshop, Corel, 21

Καξαθνύλνο Ισάλλεο

Πνιενδνκηθόο ζρεδηαζκόο θαη αζηηθό κηθξνθιίκα

Photopaint), δεκηνπξγήζεθε ράξηεο γηα ηνλ δείθηε SVF (εηθφλα 2.4). Σν ζθνχξν γθξη αληηζηνηρεί ζηηο ρακειφηεξεο ηηκέο SVF. Δηθόλα 2.4: Υάξηεο SVF – αιγφξηζκνο matlab, πεξηνρή All Saint‟s Garden (Cambridge)

Πεγή: Steemers & Ramos, 2004

Δθηφο απφ ηελ αζηηθή κνξθνινγία, ζεκαληηθή επηξξνή ζηε δηακφξθσζε ησλ ζπλζεθψλ αθηηλνβνιίαο αζθνχλ θαη ηα πιηθά θαηαζθεπήο ηνπ αζηηθνχ ρψξνπ. Ζ ζχζηαζε ησλ πιηθψλ επεξεάδεη ηηο ζπλζήθεο αθηηλνβνιίαο θαη έλαο ζεκαληηθφο δείθηεο πνπ πνζνηηθνπνηεί ηελ επηξξνή απηή είλαη ε ιεπθαύγεηα (albedo). Η ιεπθαύγεηα νξίδεηαη σο ν ιόγνο ηεο αλαθιώκελεο πξνο ηελ πξνζπίπηνπζα αθηηλνβνιία ζε έλα αληηθείκελν (Υαξαιακπφπνπινο, 2009). Γηα ηηκή 1 έρνπκε πιήξε αλάθιαζε, ελψ γηα ηηκή 0 πιήξε απνξξφθεζε.

22

Καξαθνύλνο Ισάλλεο

Πνιενδνκηθόο ζρεδηαζκόο θαη αζηηθό κηθξνθιίκα

Πίλαθαο 2.1: Σηκέο ιεπθαχγεηαο πιηθψλ

Τιηθό

Λεπθαύγεηα

΢θπξφδεκα

0,1 – 0,35

Σνχβιν

0,2 – 0,4

Πέηξα

0,2 – 0,4

Άζθαιηνο

0,05 – 0,2

Γξαζίδη

0,25 – 0,3

Υαιίθη

0,08 – 0,18

Πεγή: Akbari, 1992 - φπσο αλαθέξεηαη ζην Υαξαιακπφπνπινο, 2009, ηδία επεμεξγαζία

2.1.3 ΔΛΔΓΥΟ΢ ΗΛΙΑΚΗ΢ ΑΚΣΙΝΟΒΟΛΙΑ΢ Ο «έιεγρνο» ηεο ειηαθήο αθηηλνβνιίαο κέζσ ηεο δηαδηθαζίαο ηνπ πνιενδνκηθνχ ζρεδηαζκνχ απνηειεί ην ζεκαληηθφηεξν βηνθιηκαηηθφ θξηηήξην γηα ηε δεκηνπξγία ελφο βηψζηκνπ αζηηθνχ πεξηβάιινληνο. Αξρηθά, πξέπεη λα αλαιπζνχλ νη ζπληζηψζεο ηεο ειηαθήο αθηηλνβνιίαο ζην αζηηθφ πεξηβάιινλ. Ζ νιηθή ειηαθή πξφζπησζε ζε κηα επηθάλεηα είλαη ην άζξνηζκα ηξηψλ ηχπσλ αθηηλνβνιίαο (΢ηαζηλφπνπινο, 2001): • Άκεζεο, απφ ηηο ειηαθέο αθηίλεο • Γηάρπηεο, απφ ηνλ νπξάλην ζφιν • Αλαθιώκελεο, απφ ην πεξηβάιινλ Σν πνζνζηφ δηείζδπζεο ηεο άκεζεο θαη ηεο δηάρπηεο αθηηλνβνιίαο ζε έλαλ ρψξν επεξεάδεηαη θαηά θχξην ιφγν απφ ηνλ πνιενδνκηθφ – αζηηθφ ζρεδηαζκφ. Ζ αλαθιώκελε εμαξηάηαη θαη απφ άιινπο παξάγνληεο (φπσο π.ρ. ηα πιηθά θαηαζθεπήο ηνπ αζηηθνχ ρψξνπ). Γηα ηνλ ειηαζκφ (επηιεθηηθή έθζεζε ρψξσλ ζηελ ειηαθή αθηηλνβνιία – θπξίσο άκεζεο) ή ζθίαζε ελφο αζηηθνχ ρψξνπ, βαζηθφ παξάγνληα απνηειεί ην γεσγξαθηθφ κήθνο θαη πιάηνο ηνπ. Π.ρ. γηα κηα πφιε ηεο ΢νπεδίαο, ζα επηιεγεί κηα ζηξαηεγηθή ζρεδηαζκνχ έηζη ψζηε λα ππάξρεη κέγηζην πνζνζηφ ειηαζκνχ θαζ‟ φιε ηε δηάξθεηα ηνπ ρξφλνπ. ΢ηνλ αληίπνδα, γηα κηα πφιε ηεο Διιάδαο, ζα επηιεγεί κέγηζην πνζνζηφ ειηαζκνχ ην ρεηκψλα θαη ειάρηζην ην θαινθαίξη. Αθνχ πξνζδηνξηζηεί ε ζέζε (πφιε), εμεηάδεηαη ε ειηαθή γεσκεηξία ηεο πεξηνρήο. Έηζη, πξνζδηνξίδεηαη ε αθξηβήο θίλεζε ηνπ ειίνπ ζηνλ νπξαλφ γηα φιεο ηηο κέξεο ηνπ έηνπο. Δπνκέλσο, ν ρψξνο κπνξεί λα ζρεδηαζηεί έηζη ψζηε λα δέρεηαη ηα θαηάιιεια πνζνζηά ειηαθήο αθηηλνβνιίαο γηα θάζε

23

Καξαθνύλνο Ισάλλεο

Πνιενδνκηθόο ζρεδηαζκόο θαη αζηηθό κηθξνθιίκα

επνρή ηνπ έηνπο. Oη ξπζκηζηηθνί παξάγνληεο ηνπ ειηαζκνχ είλαη ν πξνζαλαηνιηζκφο θαη ην πιάηνο ησλ δξφκσλ, ε κνξθή ησλ νηθνδνκηθψλ φγθσλ θαη ε ππθλφηεηα δφκεζεο. Ζ κεζνδνινγία ζηεξίδεηαη ζηελ αλάιπζε δεηθηψλ (φπσο SVF ή H/W) πνπ ζπλδπάδνπλ ηνπο ξπζκηζηηθνχο παξάγνληεο ηνπ ειηαζκνχ.

Γηα λα πξνθχςνπλ ζπκπεξάζκαηα

ζρεηηθά κε ηνπο παξαπάλσ δείθηεο, πξέπεη λα είλαη γλσζηφ ην γεσγξαθηθφ κήθνο θαη πιάηνο ηεο εθάζηνηε πεξηνρήο κειέηεο. Έλα παξάδεηγκα ηεο κεζνδνινγίαο απνηειεί ε εξγαζία ησλ Bourbia & Boucheriba ην 2010 κε ηίηιν ¨Impact of street design on urban microclimate for semi arid climate¨, φπνπ κειεηήζεθε ν ζπζρεηηζκφο ησλ δεηθηψλ SVF θαη H/W κε ηηο ζεξκνθξαζηαθέο δηαθπκάλζεηο γηα 7 αζηηθνχο ρψξνπο ηεο πφιεο Constantine ζηελ Αιγεξία. Σν εχξνο ηηκψλ ηνπ δείθηε H/W ήηαλ απφ 1 έσο θαη 6,7 , ελψ ηνπ δείθηε SVF απφ 0.076 έσο 0,58 (πίλαθαο 2.2). Οη πεξηβαιινληηθέο κεηξήζεηο έγηλαλ ζε χςνο 1,5 κέηξσλ απφ ην έδαθνο, θαηά ηε δηάξθεηα ηνπ Ηνπιίνπ ηνπ 2007, αληηπξνζσπεχνληαο ηελ πην ζεξκή πεξίνδν ηνπ έηνπο. Πίλαθαο 2.2: ΢εκεία κεηξήζεσλ

΢εκείν Μέηξεζεο

SVF

H/W

1

0,58

1

2

0,12

3

0,21

4

0,12

2,6 2,3 θαη 3,3 (δηαζηαχξσζε δξφκσλ) 4,6

5

0,23

A

0,21

C

0,076

1 4,8 θαη 6,7 (δηαζηαχξσζε δξφκσλ) 3,4

Πεγή: Bourbia & Boucheriba, 2009 – ηδία επεμεξγαζία

Έρνληαο σο δεδνκέλα ηελ θίλεζε ηνπ ειίνπ ζηνλ νπξαλφ, ηελ αζηηθή κνξθνινγία θαη ηηο πεξηβαιινληηθέο κεηξήζεηο, νη εξεπλεηέο θαηέιεμαλ ζην ζπκπέξαζκα φηη φζν κεγαιχηεξνο είλαη ν SVF, ηφζν πςειφηεξεο ζεξκνθξαζίεο παξαηεξνχληαη, ελψ φζν κεγαιχηεξε είλαη ε αλαινγία H/W, ηφζν ρακειφηεξεο είλαη νη ζεξκνθξαζίεο. Παξαηεξήζεθε, επίζεο, φηη ν SVF δηαθνξνπνηεί ζεκαληηθά ηε ζεξκνθξαζία ηνπ αέξα κεηαμχ ησλ σξψλ 12.00 θαη 18.00 κε ζπληειεζηή ζπζρέηηζεο R2=0,46 (δηάγξακκα 2.2).

24

Καξαθνύλνο Ισάλλεο

Πνιενδνκηθόο ζρεδηαζκόο θαη αζηηθό κηθξνθιίκα

Μεηαμχ ησλ σξψλ 18.00 θαη 4.00 εκθαλίζηεθε ζρεηηθή εμίζσζε ησλ ζεξκνθξαζηψλ γηα φινπο ηνπο ζηαζκνχο. Γηάγξακκα 2.2: Θεξκνθξαζία αέξα ησλ ζεκείσλ κέηξεζεο

Πεγή: Bourbia & Boucheriba, 2009

Πιένλ, ε αμηνιφγεζε θαη ν έιεγρνο ησλ ζπλζεθψλ αθηηλνβνιίαο ελφο αζηηθνχ ρψξνπ κπνξνχλ λα γίλνπλ κε κεγάιε αθξίβεηα, ιφγσ ηεο πξνζνκνίσζεο ηνπ ρψξνπ αιιά θαη ηεο θίλεζεο ηνπ ειίνπ κε ηε ρξήζε ππνινγηζηηθψλ πξνγξακκάησλ. Σν πξφγξακκα Ecotect Analysis 2011 απνηειεί ραξαθηεξηζηηθφ παξάδεηγκα ινγηζκηθνχ, ην νπνίν εμεηδηθεχεηαη ζηελ πεξηβαιινληηθή αλάιπζε θηεξίσλ θαη αλνηθηψλ ρψξσλ (αμηνιφγεζε ζπλζεθψλ αθηηλνβνιίαο, αλέκνπ θ.α.). Γηαζέηεη ηξηζδηάζηαην πεξηβάιινλ ζρεδίαζεο θαη δπλαηφηεηα εηζαγσγήο αξρείσλ πξνέθηαζεο dxf (AutoCAD dxf files). Σα θιηκαηνινγηθά δεδνκέλα εηζάγνληαη κέζσ αξρείσλ πξνέθηαζεο wea (weather data files). Σα αξρεία wea πεξηέρνπλ αλαιπηηθέο πιεξνθνξίεο γηα ηηο θιηκαηνινγηθέο ζπλζήθεο ζε δηάθνξεο πφιεηο αλά ηνλ θφζκν γηα φιεο ηηο κέξεο ηνπ ρξφλνπ. Γηα ηελ Διιάδα, δηαηίζεληαη 3 αξρεία wea, γηα Αζήλα, Θεζζαινλίθε θαη Αλδξαβίδα. Δπηπιένλ, κπνξνχλ λα επηιερζνχλ ηα πιηθά θαηαζθεπήο ηνπ αζηηθνχ ρψξνπ θαη ππάξρεη βάζε δεδνκέλσλ γηα ηηο ηδηφηεηεο θάζε πιηθνχ (ιεπθαχγεηα, ζεξκνρσξεηηθφηεηα θ.α.).

25

Καξαθνύλνο Ισάλλεο

Πνιενδνκηθόο ζρεδηαζκόο θαη αζηηθό κηθξνθιίκα

Έζησ φηη ζέινπκε λα εμεηάζνπκε ηηο ζπλζήθεο αθηηλνβνιίαο γηα κηα πεξηνρή ζηελ Αζήλα γηα κηα ηπραία εκεξνκελία (π.ρ. 5 Μαξηίνπ). Θεσξνχκε πεξηνρή κέζεο ππθλφηεηαο δφκεζεο, ρσξίο θιίζε εδάθνπο, κε ηέζζεξα νηθνδνκηθά ηεηξάγσλα, πιεπξά νηθνδνκηθνχ ηεηξαγψλνπ 40κ., ζπληειεζηή δφκεζεο 1,2 θαη πιάηνο δξφκνπ 10κ. Βάζεη ηνπ Γεληθνχ Οηθνδνκηθνχ Καλνληζκνχ (λ. 2831/2000) γηα ζπληειεζηή δφκεζεο 1,2 , έρνπκε κέγηζην επηηξεπφκελν χςνο θηεξίσλ 16κ. Δπίζεο, ζεσξνχκε φηη ε νηθνδνκηθή γξακκή ηαπηίδεηαη κε ηε ξπκνηνκηθή (απνπζία πξαζηάο). Ο ζπληειεζηήο θάιπςεο (0,7) θαη ηα ηδεαηά ζηεξεά (θειχθε) ησλ θηεξίσλ νξίδνληαη απφ ηνλ ΓΟΚ. Θεσξνχκε πιηθφ θαηαζθεπήο ησλ θηεξίσλ ην νπιηζκέλν ζθπξφδεκα. Αξρηθά, ζρεδηάδνπκε ηνλ ππάξρνληα ρψξν (θηεξηαθά θειχθε) θαη θνξηψλνπκε ην αξρείν wea γηα ηελ Αζήλα (Greece-Athens.wea). Σν πξφγξακκα παξέρεη ηε δπλαηφηεηα νπηηθήο απεηθφληζεο ηεο ζέζεο ηνπ ειίνπ ζηνλ νπξάλην ζφιν γηα θάζε ψξα ηεο εκέξαο (π.ρ. 5εο Μαξηίνπ – εηθφλα 2.5). Μπνξνχκε, έηζη, λα έρνπκε πξνζνκνίσζε ηεο ζθίαζεο γηα νπνηαδήπνηε ψξα ηεο 5εο Μαξηίνπ (π.ρ. 15.00 – εηθφλα 2.6), θαζψο θαη γηα νπνηαδήπνηε άιιε κέξα ηνπ έηνπο. Τπάξρεη, επίζεο, θαη ε δπλαηφηεηα απεηθφληζεο ηνπ εχξνπο ηεο ζθίαζεο θαζ‟ φιε ηε δηάξθεηα ηεο εκέξαο (εηθφλα 2.7). ΢ηε ζπλέρεηα, ζπλδπάδνληαο ηηο ηδηφηεηεο ησλ πιηθψλ (νπιηζκέλν ζθπξφδεκα θαη άζθαιηνο) κε ηελ θίλεζε ηνπ ειίνπ, κπνξνχκε λα ππνινγίζνπκε ηε ζπλνιηθή αθηηλνβνιία (Wh) πνπ ζα έρνπκε ζε νξηδφληην επίπεδν χςνπο 1,5κ. (κε πιέγκα κειέηεο ζε ηεηξαγσληθά κέηξα), θαζψο θαη ζε νπνηνδήπνηε άιιν χςνο γηα ηελ 5ε Μαξηίνπ (εηθφλα 2.8). Οη παξαπάλσ κεηξήζεηο κπνξνχλ λα γίλνπλ επίζεο ζε κεληαία θαη εηήζηα βάζε θαη λα έρνπκε κηα πην νινθιεξσκέλε εηθφλα γηα ην εθάζηνηε αζηηθφ πεξηβάιινλ. Έηζη, κπνξνχλ λα πξνθχςνπλ ζπκπεξάζκαηα γηα ηνλ πξνζαλαηνιηζκφ ησλ δξφκσλ, ηνπο δείθηεο SVF θαη Ζ/W, θαζψο θαη γηα δεηήκαηα ππθλφηεηαο δφκεζεο (π.ρ. παξνπζία πξαζηάο). Ζ αζηηθή κνξθνινγία, ινηπφλ, επεξεάδεη ηηο ζπλζήθεο αθηηλνβνιίαο. Σν αζηηθφ κηθξνθιίκα, φκσο, επεξεάδεηαη θαη απφ άιιεο παξακέηξνπο, φπσο ν άλεκνο θαη ην αζηηθφ πξάζηλν, νη νπνίεο ζα εμεηαζηνχλ ζηε ζπλέρεηα.

26

Καξαθνύλνο Ισάλλεο

Πνιενδνκηθόο ζρεδηαζκόο θαη αζηηθό κηθξνθιίκα

Δηθόλα 2.5: Θέζεηο ηνπ ειίνπ αλά ψξα γηα ηελ 5ε Μαξηίνπ, wea Αζήλαο

Πεγή: Ecotect Analysis 2011, ηδία επεμεξγαζία

Δηθόλα 2.6: ΢θίαζε ηεο πεξηνρήο (15.00 – 5ε Μαξηίνπ), wea Αζήλαο

Πεγή: Iδία επεμεξγαζία

27

Καξαθνύλνο Ισάλλεο

Πνιενδνκηθόο ζρεδηαζκόο θαη αζηηθό κηθξνθιίκα

Δηθόλα 2.7: Δχξνο ζθίαζεο (5ε Μαξηίνπ), wea Αζήλαο

Πεγή: Iδία επεμεξγαζία

Δηθόλα 2.8: ΢πλνιηθή αθηηλνβνιία ζε νξηδφληην επίπεδν χςνπο 1,5κ. (5 ε Μαξηίνπ)

Πεγή: Iδία επεμεξγαζία

28

Καξαθνύλνο Ισάλλεο

Πνιενδνκηθόο ζρεδηαζκόο θαη αζηηθό κηθξνθιίκα

2.2 ΑΝΔΜΟ΢ 2.2.1 ΥΑΡΑΚΣΗΡΙ΢ΣΙΚΑ ΢ε παγθφζκηα θιίκαθα, σο άλεκνο νξίδεηαη ε θίλεζε ησλ αεξίσλ καδψλ απφ πεξηνρέο πςειήο πίεζεο ζε πεξηνρέο ρακειήο πίεζεο (ΚΑΠΔ, 2011). ΢ε πεξηθεξεηαθφ θαη ηνπηθφ επίπεδν, ε θίλεζε απηή επεξεάδεηαη θαηά πνιχ απφ ην γεσγξαθηθφ αλάγιπθν. ΢ηνλ αζηηθφ ρψξν, ζεκαληηθφ ξφιν παίδεη ε αζηηθή κνξθνινγία. Έηζη, νη αλεκνινγηθέο ζπλζήθεο ζε δχν πεξηνρέο κηαο πφιεο κπνξνχλ λα δηαθέξνπλ θαηά πνιχ. Ζ ηαρχηεηα θαη ε δηεχζπλζε10 ηνπ αλέκνπ πξνζδηνξίδεηαη κε ηα αλεκφκεηξα. H κνλάδα κέηξεζεο ηνπ αλέκνπ είλαη km/h. Γείθηεο έληαζεο ηνπ αλέκνπ είλαη ε θιίκαθα Μπνθφξ (Beaufort). Ζ θιίκαθα παίξλεη αθέξαηεο ηηκέο απφ 0 έσο 12 (βαζκνί). Ζ ζρέζε πνπ ζπλδέεη ηε θιίκαθα κε ηελ ηαρχηεηα ηνπ αλέκνπ (km/h) είλαη: U(km/h) = 3,01 (B3/2) φπνπ U(km/h) είλαη ε ηαρχηεηα ηνπ αλέκνπ ζε km/h θαη Β νη βαζκνί Beaufort (http://el.wikipedia.org/wiki/, 2012)

Οη κεηξήζεηο ησλ αλεκνινγηθψλ ζπλζεθψλ ελφο ηφπνπ γίλνληαη ζπλήζσο ζε χςνο 10κ. απφ ην έδαθνο ζε κεηεσξνινγηθνχο ζηαζκνχο εγθαηεζηεκέλνπο ζηελ χπαηζξν. Γηα ηελ εθηίκεζε ηεο θαηαλνκήο ηνπ αλέκνπ ζε έλαλ αζηηθό ρώξν κπνξνύλ λα γίλνπλ είηε επί ηόπνπ κεηξήζεηο, είηε πξνζνκνηώζεηο ηεο ξνήο ηνπ αέξα κέζσ ππνινγηζηηθνύ κνληέινπ ζε ειεθηξνληθό ππνινγηζηή (Kofoed & Gaardsted, 2004). Ζ γξαθηθή απεηθφληζε ησλ αλεκνινγηθψλ ζπλζεθψλ ελφο ηφπνπ γίλεηαη κε ηα ξνδνγξάκκαηα, ηα νπνία δίλνπλ πιεξνθνξίεο γηα ηελ δηεχζπλζε θαη ηελ ηαρχηεηα ηνπ αλέκνπ. Σα ξνδνγξάκκαηα παξνπζηάδνπλ ηε ζπρλφηεηα ησλ αλέκσλ πνπ θπζνχλ απφ ζπγθεθξηκέλεο δηεπζχλζεηο θαηά ηε δηάξθεηα κηαο ρξνληθήο πεξηφδνπ. Δπίζεο, ζηα ξνδνγξάκκαηα εκθαλίδνληαη θαη νη ηαρχηεηεο ησλ αλέκσλ. ΢ην δηάγξακκα 2.3, παξνπζηάδεηαη ην ξνδφγξακκα αλέκνπ γηα ην αεξνδξφκην ηεο πφιεο Altoona ηεο πνιηηείαο Πελζπιβάληα ησλ ΖΠΑ γηα ηελ πεξίνδν 1991-2005. Οη νθηψ αθηίλεο (κε δηαθεθνκκέλεο γξακκέο) ηνπ θχθινπ είλαη νη δηεπζχλζεηο απφ ηηο νπνίεο πξνέξρεηαη ν άλεκνο (βνξεηνδπηηθά, λφηηα θηι.). Κάζε νκφθεληξνο θχθινο νξίδεη ηε ζπρλφηεηα εκθάληζεο (%) κηαο ζπγθεθξηκέλεο δηεχζπλζεο αλέκνπ. Ζ ρξσκαηηθή δηαθνξνπνίεζε ησλ θπθιηθψλ ηνκέσλ είλαη νη ηαρχηεηεο ησλ αλέκσλ. Σν πνζνζηφ εκθάληζεο θάζε ρξψκαηνο αληηπξνζσπεχεη ην πνζνζηφ εκθάληζεο θάζε ηαρχηεηαο. Χο δηεχζπλζε ηνπ αλέκνπ νξίδεηαη ην ζεκείν ηνπ νξίδνληα απ‟ φπνπ πλέεη ν άλεκνο (http://el.wikipedia.org/wiki/άλεκνο, 2012).

1

29

Καξαθνύλνο Ισάλλεο

Πνιενδνκηθόο ζρεδηαζκόο θαη αζηηθό κηθξνθιίκα

Γηάγξακκα 2.3: Ρνδφγξακκα αλέκνπ, Αεξνδξφκην Altoona, Πελζπιβάληα, ΖΠΑ

Πεγή: http://climate.met.psu.edu/www_prod/, 2012

2.2.2 ΑΞΙΟΛΟΓΗ΢Η ΑΝΔΜΟΛΟΓΙΚΩΝ ΢ΤΝΘΗΚΩΝ Γηα ηελ αμηνιφγεζε ησλ αλεκνινγηθψλ ζπλζεθψλ ελφο αζηηθνχ ρψξνπ βαζηθή πξνυπφζεζε είλαη ε χπαξμε ελφο κεγάινπ αξηζκνχ κεηξήζεσλ. Οη επί ηφπνπ κεηξήζεηο παξνπζηάδνπλ ην κεηνλέθηεκα φηη είλαη ρξνλνβφξεο θαη έρνπλ πςειφ θφζηνο (κεγάιε πεξίνδνο κεηξήζεσλ θαη πνιιά ζεκεία κέηξεζεο). Έλαο ηξφπνο είλαη ε ζπιινγή ησλ δεδνκέλσλ απφ ηνλ πην θνληηλφ κεηεσξνινγηθφ ζηαζκφ (ζε αλνηθηή επίπεδε πεξηνρή) ηεο εθάζηνηε πεξηνρήο κειέηεο θαη ε αλαγσγή ησλ ηαρπηήησλ αλέκνπ γηα αζηηθή θαη εκηαζηηθή πεξηνρή κέζσ ησλ παξακέηξσλ Sαζη θαη Sεκ (Kofoed & Gaardsted, 2004 – πίλαθαο 2.3): Sαζη = VH1 / V10 θαη Sεκ = VH2 / V10 Όπνπ, VH1 θαη VH2 ε ηαρχηεηα αλέκνπ ζε δεδνκέλν χςνο ζε αζηηθή θαη εκηαζηηθή πεξηνρή αληίζηνηρα θαη V10 ε ηαρχηεηα ηνπ αλέκνπ ζην κεηεσξνινγηθφ ζηαζκφ (ζε χςνο 10κ.).

Π.ρ. ε ηαρχηεηα αέξα ζε χςνο 100m ζε κηα αζηηθή πεξηνρή αληηζηνηρεί ζε 89% ηεο ηαρχηεηαο ηνπ αέξα ζε χςνο 10m ζε αλνηρηή πεξηνρή (πίλαθαο 2). Σν κεηνλέθηεκα πνπ παξνπζηάδεη ε ζπγθεθξηκέλε παξάκεηξνο (S) είλαη φηη ηζρχεη γηα χςε πάλσ απφ ηελ ππφ 30

Καξαθνύλνο Ισάλλεο

Πνιενδνκηθόο ζρεδηαζκόο θαη αζηηθό κηθξνθιίκα

κειέηε αζηηθή πεξηνρή (πάλσ απφ ηηο νξνθέο ησλ θηεξίσλ) θαη φρη ζην επίπεδν ησλ πεδψλ. Σα V10 κπνξνύλ λα αλαρζνύλ ζε ηαρύηεηα θαη δηεύζπλζε αλέκνπ ζην επίπεδν ησλ πεδώλ ρξεζηκνπνηώληαο δνθηκέο ζε αεξνζύξαγγα ή εμειηγκέλνπο ππνινγηζκνύο ξεπζηνδπλακηθήο (Kofoed & Gaardsted, 2004). Πίλαθαο 2.3: Σηκέο S = VH /V10 γηα δηάθνξα χςε H ζε εκηαζηηθή θαη αζηηθή πεξηνρή

Πεγή: Kofoed & Gaardsted, 2004

Ζ αμηνιφγεζε ησλ αλεκνινγηθψλ ζπλζεθψλ ζην επίπεδν ησλ πεδψλ (1,5κ.) ζε έλαλ αζηηθφ ρψξν γίλεηαη κε ηε ρξήζε πξνγξακκάησλ ππνινγηζηηθήο ξεπζηνδπλακηθήο (Computational Fluid Dynamics - CFD). Σα CFD έρνπλ ηε δπλαηφηεηα λα ππνινγίδνπλ κε κεγάιε αθξίβεηα ηηο αλεκνινγηθέο ζπλζήθεο (ηαρχηεηα, δηεχζπλζε θαη ξηπέο αλέκνπ11) ελφο αζηηθνχ ρψξνπ. Θεσξνχκε ηελ πεξηνρή πνπ εμεηάζηεθε ζηελ παξάγξαθν 2.1.3, έηζη ψζηε λα πξνζνκνηψζνπκε ηηο αλεκνινγηθέο ζπλζήθεο ζην επίπεδν ησλ πεδψλ κε ηε ρξήζε CFD γηα δηαθνξεηηθέο δηεπζχλζεηο θαη ηαρχηεηεο επηθξαηνχλησλ αλέκσλ. Σα πξνγξάκκαηα πνπ ρξεζηκνπνηήζεθαλ γηα ηελ πξνζνκνίσζε είλαη ηα Autodesk Revit Architecture 2011 θαη Autodesk Project Vasari 2.1 (CFD). Με ην πξψην ζρεδηάζηεθαλ ηα θηεξηαθά θειχθε θαη επηιέρζεθαλ ηα πιηθά θαηαζθεπήο ηνπ αζηηθνχ ρψξνπ (νπιηζκέλν ζθπξφδεκα – άζθαιηνο), ελψ κε ην δεχηεξν έγηλε ε 11

Μηα ζρεηηθά γξήγνξε κεηαβνιή ηεο έληαζεο ηνπ αλέκνπ. Οη ξηπέο νθείινληαη ζηε ηαξαρψδε θίλεζε ηνπ αλέκνπ απφ ηελ ηξηβή ηνπ ζην έδαθνο θαηά ηελ θίλεζε ξεπκάησλ αέξα (http://www.hnms.gr, 2011).

31

Καξαθνύλνο Ισάλλεο

Πνιενδνκηθόο ζρεδηαζκόο θαη αζηηθό κηθξνθιίκα

πξνζνκνίσζε ησλ αλεκνινγηθψλ ζπλζεθψλ ζηνλ επηιεγέληα αζηηθφ ηζηφ. Βάζεη κεηξήζεσλ ηνπ κεηεσξνινγηθνχ ζηαζκνχ ηεο πεξηνρήο Διιεληθφ ζηελ Αζήλα γηα ηελ πεξίνδν 1955-1997, πξνθχπηεη ην παξαθάησ δηάγξακκα: Γηάγξακκα 2.4: Αλεκνινγηθά δεδνκέλα πεξηνρήο Διιεληθνχ, Αζήλα (πεξίνδνο 1955-1997)

ο

1 Δξάμηνο Μέση Μηνιαία Γιεύθυνση Ανέμων Μέση Μηνιαία Ένταση Ανέμων ο

2 Δξάμηνο Μέση Μηνιαία Γιεύθυνση Ανέμων Μέση Μηνιαία Ένταση Ανέμων

ΙΑΝ

ΦΔΒ

ΜΑΡ

ΑΠΡ

ΜΑΙ

ΙΟΤΝ

Β

Β

Β

Ν

Ν

Ν

7.6

7.7

7.3

6.4

6.0

6.4

ΙΟΤΛ

ΑΤΓ

΢ΔΠ

ΟΚΣ

ΝΟΔ

ΓΔΚ

Β

Β

Β

Β

Β

Β

7.6

7.8

7.0

7.1

6.7

7.4

Πεγή: http://www.hnms.gr, 2011

Απφ ηα δεδνκέλα πξνθχπηεη φηη ε κέζε εηήζηα έληαζε ησλ αλέκσλ είλαη 7 knots (1knot=1,85km/h), άξα 13km/h = 3,5 m/s. Με βάζε ην ξνδφγξακκα αλέκνπ γηα ηελ Αζήλα (Autodesk Project Vasari 2.1), νη άλεκνη πνπ παξνπζηάδνπλ ηε κεγαιχηεξε ζπρλφηεηα θαηά ηε δηάξθεηα ηνπ έηνπο είλαη νη βνξεηναλαηνιηθνί (225ν) θαη νη λνηηνδπηηθνί (30ν). Γηα ηελ πεξηνρή ζα εμεηαζηνχλ ελδεηθηηθά νη δχν απηέο δηεπζχλζεηο ζην επίπεδν ησλ πεδψλ (1,5κ.) κε ηαρχηεηεο επηθξαηνχλησλ αλέκσλ 2 m/s, 3,5m/s, 5m/s θαη 10m/s (εηθφλεο 2.9 θαη 2.10). Απφ ηελ πξνζνκνίσζε γηα επηθξαηνχληεο βνξεηναλαηνιηθνχο αλέκνπο (εηθφλα 2.9), παξαηεξείηαη φηη έρνπκε κεγάιεο ηαρχηεηεο ζηε βφξεηα θαη αλαηνιηθή πιεπξά ηνπ βνξεηναλαηνιηθνχ νηθνδνκηθνχ ηεηξαγψλνπ. Αμηνζεκείσην είλαη ην γεγνλφο, φηη ζην ζπγθεθξηκέλν νηθνδνκηθφ ηεηξάγσλν παξαηεξνχληαη ρακειφηεξεο ηαρχηεηεο ζηελ εθηεζεηκέλε ζηνλ άλεκν γσλία (βνξεηναλαηνιηθή) απφ ηηο εθηεζεηκέλεο πιεπξέο. ΢εκαληηθή πιεξνθνξία είλαη θαη νη 32

Καξαθνύλνο Ισάλλεο

Πνιενδνκηθόο ζρεδηαζκόο θαη αζηηθό κηθξνθιίκα

κεγάιεο ηαρχηεηεο αλέκνπ πνπ παξαηεξνχληαη ζηε δπηηθή θαη λφηηα πιεπξά ηνπ ηδίνπ ηεηξαγψλνπ, ζε ζρέζε κε ηηο ηαρχηεηεο πνπ παξαηεξνχληαη αλάκεζα ζηα νηθνδνκηθά ηεηξάγσλα. Δηθόλα 2.9: Σαρχηεηεο αλέκσλ ζην επίπεδν ησλ πεδψλ (1,5m) γηα βνξεηναλαηνιηθνχο αλέκνπο

(225ν) – πεξηνρή Αζήλαο

Πεγή: Autodesk Project Vasari 2.1, ηδία επεμεξγαζία

Απφ ηε πξνζνκνίσζε γηα επηθξαηνχληεο λνηηνδπηηθνχο αλέκνπο (εηθφλα 2.10), παξαηεξείηαη φηη έρνπκε ζρεηηθά ρακειέο ηαρχηεηεο ζηηο λνηηνδπηηθέο γσλίεο ησλ λνηίσλ νηθνδνκηθψλ ηεηξαγψλσλ. Δπίζεο, νη ηαρχηεηεο ησλ αλέκσλ αλάκεζα ζηα θηεξηαθά θειχθε είλαη κεγαιχηεξεο ζε ζρέζε κε ηηο ηαρχηεηεο γηα βνξεηναλαηνιηθνχο αλέκνπο.

33

Καξαθνύλνο Ισάλλεο

Πνιενδνκηθόο ζρεδηαζκόο θαη αζηηθό κηθξνθιίκα

Δηθόλα 2.10: Σαρχηεηεο αλέκσλ ζην επίπεδν ησλ πεδψλ (1,5m) γηα λνηηνδπηηθνχο αλέκνπο

(30ν) – πεξηνρή Αζήλαο

Πεγή: Autodesk Project Vasari 2.1, ηδία επεμεξγαζία

Ζ πξνζνκνίσζε κε πξνγξάκκαηα ππνινγηζηηθήο ξεπζηνδπλακηθήο κπνξεί λα καο δψζεη πιεξνθνξίεο θαη γηα ηε δηεχζπλζε ησλ αλέκσλ κέζα ζηνλ παξαπάλσ αζηηθφ ηζηφ. Όκσο, ε κέζε δηεχζπλζε ησλ αλέκσλ ζε έλα νξηδφληην επίπεδν επεξεάδεηαη ζπλερψο απφ ηε θαζνδηθή θαη αλνδηθή θίλεζε ξεπκάησλ αέξα. Δπνκέλσο, δελ κπνξνχκε λα έρνπκε κηα νινθιεξσκέλε εηθφλα θαη ρξεηάδεηαη λα εμεηάζνπκε ηηο ζπλζήθεο κε θηλνχκελε πξνζνκνίσζε γηα φια ηα νξηδφληηα επίπεδα γηα ηελ εμαγσγή αζθαιψλ ζπκπεξαζκάησλ. ΢ηελ εηθφλα 2.11, παξνπζηάδεηαη έλα ζηηγκηφηππν απφ ηελ θηλνχκελε πξνζνκνίσζε.

34

Καξαθνύλνο Ισάλλεο

Πνιενδνκηθόο ζρεδηαζκόο θαη αζηηθό κηθξνθιίκα

Δηθόλα 2.11: ΢ηηγκηφηππν απφ θηλνχκελε πξνζνκνίσζε αλεκνινγηθψλ ζπλζεθψλ

Πεγή: Autodesk Project Vasari 2.1, ηδία επεμεξγαζία

2.2.3 ΔΛΔΓΥΟ΢ ΑΝΔΜΟΤ Ο έιεγρνο ηνπ αλέκνπ ζηνλ αζηηθφ ρψξν απνηειεί έλα πεδίν έξεπλαο φπνπ δελ κπνξνχλ λα δνζνχλ εχθνια γεληθνί θαλφλεο ζρεδηαζκνχ, θαζψο νη αλεκνινγηθέο ζπλζήθεο κεηαβάιινληαη ζπλερψο θαη επεξεάδνληαη απφ κηα πιεζψξα παξαγφλησλ. Ζ εμαγσγή ζπκπεξαζκάησλ γηα ηνλ έιεγρν ηνπ αλέκνπ ζε έλαλ αζηηθφ ρψξν δελ ζα πξέπεη λα βαζίδεηαη ζε γεληθφηεηεο, άιια ζε ιεπηνκεξείο πξνζνκνηψζεηο αλεκνινγηθψλ ζπλζεθψλ. Κάζε ρψξνο πξέπεη λα κειεηάηαη ζαλ μερσξηζηή πεξίπησζε θαη λα ιακβάλνληαη ππφςε ηα ηδηαίηεξα ραξαθηεξηζηηθά ηνπ. Παξφιν πνπ είλαη δχζθνιν λα θαζνξηζηνχλ γεληθνί θαλφλεο ζρεδηαζκνχ γηα ηνλ έιεγρν ηνπ αλέκνπ, κπνξνχλ σζηφζν λα πξνζδηνξηζηνχλ αζηηθέο δνκέο πνπ πξέπεη λα απνθεχγνληαη, θαζψο δεκηνπξγνχλ έληνλα ξεχκαηα αέξνο θαη επηθίλδπλεο ζπλζήθεο γηα ηνπο θαηνίθνπο κηαο πφιεο. Μία αζηηθή δνκή πνπ πξέπεη λα απνθεχγεηαη είλαη νη αλνηρηνί ρψξνη (π.ρ. πιαηείεο) παξαθείκελνη ζε θηήξηα αξθεηά πςειφηεξα απφ ην κέζν χςνο ηεο γχξσ πεξηνρήο. Σέηνηα θηήξηα κπνξεί λα πξνθαιέζνπλ δπζάξεζην έληνλν θαηαθφξπθν ξεχκα αέξα (θαηά κήθνο ησλ φςεσλ κε δπλαηή ξνή πξνο ηα θάησ) κε πςειέο ηαρχηεηεο πεξηκεηξηθά ηεο βάζεο ηνπο (Kofoed & Gaardsted, 2004). Έλαο ηξφπνο βειηίσζεο ησλ ζπλζεθψλ ζην επίπεδν ησλ πεδψλ είλαη ε θαηαζθεπή ζηεγάζηξσλ ζηα ηζφγεηα ησλ θηεξίσλ (εηθφλα 2.12). Μία άιιε πνιενδνκηθή δηάηαμε πνπ πξέπεη λα απνθεχγεηαη είλαη αλνηθηνί ρψξνη ζε ζχλδεζε κε δξφκνπο κεγάινπ κήθνπο (100-125m). Σέηνηεο δηαηάμεηο κπνξνχλ λα δεκηνπξγήζνπλ ζεκαληηθή 35

Καξαθνύλνο Ισάλλεο

Πνιενδνκηθόο ζρεδηαζκόο θαη αζηηθό κηθξνθιίκα

επηηάρπλζε ηνπ αλέκνπ θαηά κήθνο ηνπ δξφκνπ (θαηλφκελν θαλαιηνχ – channel effect). Σξφπνη βειηίσζεο ησλ ζπλζεθψλ ζην επίπεδν ησλ πεδψλ κπνξεί λα είλαη ε δηάζπαζε ηεο γξακκηθόηεηαο ηνπ δξόκνπ (θακπύιεο δηαηάμεηο δελ ζπληζηώληαη θαζώο παξνπζηάδνπλ ρακειή αληίζηαζε ζηνλ άλεκν) θαη θύηεπζε ηνπ δξόκνπ ώζηε λα απμάλεηαη ε αληίζηαζε ζηνλ άλεκν, κεηώλνληαο ηελ ηαρύηεηά ηνπ (ΚΑΠΔ, 2011). Δηθόλα 2.12: ΢ηέγαζηξν σο κέηξν αλεκνπξνζηαζίαο

Πεγή: Kofoed & Gaardsted, 2004

Έλαο άιινο ηξφπνο αλεκνπξνζηαζίαο ζην επίπεδν ησλ πεδψλ είλαη ε θχηεπζε δέληξσλ. Ζ βιάζηεζε είλαη πνιχ απνηειεζκαηηθή ζηελ επηβξάδπλζε ηεο ηαρχηεηαο ηνπ αλέκνπ, θαζψο ηα θιαδηά θαη ηα θπιιψκαηα επηβξαδχλνπλ ηνλ άλεκν ρσξίο λα δεκηνπξγνχλ πνιινχο ζηξνβηιηζκνχο (Kofoed & Gaardsted, 2004). ΢εκαληηθφ ξφιν ζηηο αλεκνινγηθέο ζπλζήθεο ζηνλ αζηηθφ ρψξν παίδνπλ θαη ηα θηεξηαθά θειχθε. Παξαθάησ παξνπζηάδνληαη ζρεκαηηθά δηάθνξεο πεξηπηψζεηο (εηθφλα 2.13). Ζ κειέηε ηνπ αλέκνπ ελφο αζηηθνχ ρψξνπ πεξηιακβάλεη ηνλ θαζνξηζκφ ησλ γεσγξαθηθψλ ζπληεηαγκέλσλ θαη ηελ εμέηαζε ηνπ ξνδνγξάκκαηνο αλέκνπ ηεο πεξηνρήο κειέηεο. Έπεηηα, γίλεηαη ιεπηνκεξήο αλάιπζε ησλ αλεκνινγηθψλ ζπλζεθψλ κε ηε ρξήζε

πξνγξακκάησλ

ππνινγηζηηθήο

ξεπζηνδπλακηθήο.

Σα

απνηειέζκαηα

ζπγθξίλνληαη κε ηηο επηζπκεηέο ζπλζήθεο αλέκνπ γηα ηνλ εθάζηνηε αζηηθφ ρψξν θαη κειεηψληαη δηάθνξεο ηερληθέο πνιενδνκηθνχ ζρεδηαζκνχ. Σέινο, θαηαιήγνπκε ζηε πνιενδνκηθή δηάηαμε πνπ πιεζηάδεη πην θνληά ζηηο επηζπκεηέο ζπλζήθεο αλέκνπ. Κάζε θνξά πξέπεη λα ιακβάλνληαη ζεκαληηθά ππφςε νη απαηηήζεηο θάζε επνρήο ηνπ ρξφλνπ. Π.ρ. γηα έλαλ αζηηθφ ρψξν ζηελ Διιάδα, ζπλήζσο απαηηείηαη αεξηζκφο ην θαινθαίξη 36

Καξαθνύλνο Ισάλλεο

Πνιενδνκηθόο ζρεδηαζκόο θαη αζηηθό κηθξνθιίκα

θαη αλεκνπξνζηαζία ην ρεηκψλα. Πξέπεη, ινηπφλ, ε πνιενδνκηθή πξφηαζε πνπ ζα πηνζεηεζεί λα αληαπνθξίλεηαη ζηηο επνρηαθέο απαηηήζεηο. Δηθόλα 2.13: Δπηξξνή θηεξηαθψλ θειπθψλ ζηηο αλεκνινγηθέο ζπλζήθεο

Πεγή: Stathopoulos, 2007

37

Καξαθνύλνο Ισάλλεο

Πνιενδνκηθόο ζρεδηαζκόο θαη αζηηθό κηθξνθιίκα

2.3 Α΢ΣΗΚΟ ΠΡΑ΢ΗΝΟ 2.3.1 ΙΓΙΟΣΗΣΔ΢ Ο φξνο αζηηθφ πξάζηλν αλαθέξεηαη ζε θάζε είδνπο βιάζηεζε πνπ ππάξρεη ζηνλ αζηηθφ ρψξν (ζπζηάδα δέληξσλ θαηά κήθνο ελφο δξφκνπ, πάξθν θ.α.). Ζ επίδξαζε ηνπ αζηηθνχ πξαζίλνπ ζην κηθξνθιίκα ηνπ αζηηθνχ ρψξνπ είλαη ζπλάξηεζε ησλ εμήο ηδηνηήησλ (Γηάλλαο, 2002): • Τςειφ πνζνζηφ απνξξφθεζεο ηεο ειηαθήο αθηηλνβνιίαο • Υακειφηεξε ζεξκνρσξεηηθφηεηα θαη ζεξκηθή αγσγηκφηεηα ζε ζρέζε κε ηα δνκηθά πιηθά ησλ θηηξίσλ θαη ησλ ππαίζξησλ ρψξσλ • Μείσζε ηεο ζεξκνθξαζίαο ηνπ αέξα κέζσ ηεο δηαπλνήο • Δθπνκπή κεησκέλεο ππέξπζξεο αθηηλνβνιίαο • Μείσζε ηεο ηαρχηεηαο ηνπ αλέκνπ θνληά ζην έδαθνο • Καηαθξάηεζε ζθφλεο θαη ξππαληηθψλ απφ ηνλ πεξηβάιινληα αέξα Ζ ιεηηνπξγία ησλ θπηψλ πνπ επεξεάδεη ζεκαληηθά ηηο κηθξνθιηκαηηθέο ζπλζήθεο είλαη ε εμαηκηζνδηαπλνή, ε νπνία νξίδεηαη σο ε απώιεηα λεξνύ κε ηε κνξθή πδξαηκώλ πξνο ηελ αηκόζθαηξα από ηηο ζπλδπαζκέλεο δηαδηθαζίεο ηεο εμάηκηζεο (από ηηο επηθάλεηεο εδάθνπο θαη θπηνύ) θαη ηεο δηαπλνήο (από ηνπο ηζηνύο ηνπ θπηνύ) (ΚΑΠΔ, 2011). Με ηελ εμαηκηζνδηαπλνή κεηψλεηαη ε ζεξκνθξαζία ηνπ αέξα θαη απμάλεηαη ε πγξαζία ηνπ αέξα. Ζ εμαηκηζνδηαπλνή δεκηνπξγεί ην «θαηλφκελν ησλ νάζεσλ» κέζα ζην αζηηθφ πεξηβάιινλ, νη νπνίεο έρνπλ 2-8 νC ρακειφηεξε ζεξκνθξαζία απφ ην ππφινηπν αζηηθφ πεξηβάιινλ. ΢ηελ πεξηνρή ηεο Καιηθφξληα κεηξήζεθε δηαθνξά ζεξκνθξαζίαο ηεο ηάμεο ησλ 2 νC αλάκεζα ζε θπηεκέλε πεξηνρή θαη ην πεξηβάιινλ θαηά ηε δηάξθεηα θαινθαηξηλήο εκέξαο, ελψ ε δηαθνξά ζε ζεξκέο ζπλζήθεο άγγημε ηνπο 6νC (Taha, 1997). Σν αζηηθφ πξάζηλν δεκηνπξγεί ζεκαληηθφ πνζνζηφ ζθίαζεο ζην αζηηθφ πεξηβάιινλ. Σν πνζνζηό γηα ηελ νξαηή θαη ηελ ππέξπζξε αθηηλνβνιία πνπ απνξξνθάηαη είλαη πεξίπνπ 50%, ην πνζνζηό πνπ αληαλαθιάηαη 30% θαη κόλν ην 20% εθπέκπεηαη (ΚΑΠΔ, 2011). ΢εκαληηθή είλαη θαη ε επίδξαζε ζηηο αλεκνινγηθέο ζπλζήθεο, θαζψο αχμεζε ηεο εδαθνθάιπςεο κε δέληξα θαηά 10%, ζπλεπάγεηαη κείσζε ηεο ηαρχηεηαο ηνπ αλέκνπ θαηά 10-20% (Αλδξένπ, 2011). Ζ κείσζε απηή εμαξηάηαη βέβαηα θαη απφ ην είδνο ησλ δέληξσλ. Δπηπιένλ, ηα θπηά απνξξνθνχλ ζεκαληηθή πνζφηεηα ξχπσλ (CΟ2, SΟ2, NΟ2, HF). Δθηόο από ηελ θαηαθξάηεζε δηνμεηδίνπ ηνπ άλζξαθα γηα ηε θσηνζύλζεζε, απνξξνθνύλ ην δηνμείδην ηνπ ζείνπ, πνπ είλαη πξντόλ ηεο θαύζεο ηνπ 38

Καξαθνύλνο Ισάλλεο

Πνιενδνκηθόο ζρεδηαζκόο θαη αζηηθό κηθξνθιίκα

πεηξειαίνπ, θαη ην δηνμείδην ηνπ αδώηνπ, πνπ πξνέξρεηαη θπξίσο από ηηο βηνκεραλίεο (Γηαλλνχιε, 2007). Δπίζεο, ηα δέληξα κεηψλνπλ ηε ζπγθέληξσζε φδνληνο ζηελ αηκφζθαηξα είηε απεπζείαο απνξξνθψληαο φδνλ, είηε κεηψλνληαο ηε ζεξκνθξαζία ηνπ αέξα, ε νπνία κεηψλεη ην ξπζκφ ζρεκαηηζκνχ φδνληνο θαη ηελ εθπνκπή πδξνγνλαλζξάθσλ. Παξφια απηά, νξηζκέλα είδε θπηώλ παξνπζηάδνπλ πςειά πνζά έθιπζεο βηνγελώλ πδξνγνλαλζξάθσλ (ηεο ηάμεο ησλ 20κg/g/h ηζνπξέλην θαη 5κg/g/h κνλνηεξπέλην), έρνληαο έηζη αξλεηηθή επίδξαζε όζνλ αθνξά ζην όδνλ (Αλδξένπ, 2011). Πέξα απφ ηηο γεληθέο ηδηφηεηεο ησλ θπηψλ πνπ επεξεάδνπλ ην αζηηθφ κηθξνθιίκα, ηα απνηειέζκαηα δηαθέξνπλ σο πξνο ην είδνο ηεο βιάζηεζεο. ΢ρεηηθά κε ηελ εμαηκηζνδηαπλνή, θάζε είδνο θπηνχ έρεη δηαθνξεηηθφ πνζνζηφ εμαηκηζνδηαπλνήο θαη θαηά ζπλέπεηα δηαθνξεηηθή επίδξαζε ζηε ζέξκαλζε ηνπ αέξα (πίλαθαο 2.4). Δπίζεο, δηαθνξεηηθά είλαη θαη ηα πνζνζηά ζθίαζεο πνπ πξνζθέξεη θάζε δέληξν, ιφγσ ησλ εηδηθψλ ηνπ ραξαθηεξηζηηθψλ (χςνο, θχιισκα θ.α.). Πίλαθαο 2.4: Πνζνζηά εμαηκηζνδηαπλνήο θαη ζέξκαλζεο αέξα

Δίδνο βιάζηεζεο

Δμαηκηζνδηαπλνή (%)

Θέξκαλζε αέξα (%)

Δξπζξειάηε

66,5

33,4

Ομηά

64,8

33,8

Κσλνθφξα

83,8

14,6

Γξαζίδη

78,8

16,2

Πεγή: Bernatzky, 1982, φπσο αλαθέξεηαη ζην Υαξαιακπφπνπινο, 2009, ηδία επεμεξγαζία

΢εκαληηθή είλαη ε εξγαζία ησλ Georgi & Dimitriou ην 2010 κε ηίηιν ¨The contribution of urban green spaces to the improvement of environment in cities: Case study of Chania, Greece¨, φπνπ κειεηήζεθαλ νη ζεξκνθξαζηαθέο δηαθπκάλζεηο γηα δηάθνξνπο αζηηθνχο ρψξνπο κε δηαθνξεηηθά δέληξα θαη ζπγθξίζεθαλ κε ηηο ζεξκνθξαζίεο αέξα γηα εθηεζεηκέλα ζηνλ ήιην, αιιά θαη ζθηαζκέλα απφ θηήξηα πεδνδξφκηα (δηάγξακκα 2.4). Οη κεηξήζεηο έγηλαλ ζηε πφιε ησλ Υαλίσλ (ζε χςνο 1,5κ. απφ ην έδαθνο) θαηά ην κήλα Ηνχλην θαη ηα δέληξα πνπ κειεηήζεθαλ ήηαλ ν θίθνο, ε ειηά, ν θνίληθαο, ε πνξηνθαιηά θαη ην πεχθν. Οη ρακειφηεξεο ζεξκνθξαζίεο παξαηεξήζεθαλ γηα ην θίθν θαη νη πςειφηεξεο γηα ηελ ειηά. Δπίζεο, παξαηεξήζεθε φηη ε ζεξκνθξαζία αέξα κεηψλεηαη κε ηελ αχμεζε ηεο εμαηκηζνδηαπλνήο.

39

Καξαθνύλνο Ισάλλεο

Πνιενδνκηθόο ζρεδηαζκόο θαη αζηηθό κηθξνθιίκα

Γηάγξακκα 2.4: Θεξκνθξαζηαθέο δηαθπκάλζεηο αέξα γηα δηάθνξα είδε θπηψλ

Πεγή: Georgi & Dimitriou, 2010

2.3.2 ΥΩΡΟΘΔΣΗ΢Η ΚΑΙ ΔΠΙΛΟΓΗ ΦΤΣΔΤ΢Η΢ Ζ ρσξνζέηεζε ηνπ αζηηθνχ πξαζίλνπ ζηε πφιε επεξεάδεη ζεκαληηθά ηηο κηθξνθιηκαηηθέο ζπλζήθεο. Γηα ηελ εμαγσγή αζθαιψλ ζπκπεξαζκάησλ, πξέπεη πξσηίζησο λα εμεηάδεηαη ην γεσγξαθηθφ κήθνο θαη πιάηνο. Έηζη, έρνπκε πιεξνθνξίεο γηα ηελ αθξηβή θίλεζε ηνπ ειίνπ ζηνλ νπξάλην ζφιν, ηηο αλεκνινγηθέο ζπλζήθεο θ.α. Δπίζεο, ε ρσξνζέηεζε ηεο θχηεπζεο είλαη αιιειέλδεηε κε ην είδνο ηνπ θπηνχ. Π.ρ. αλ ρξεηαδφκαζηε ζθίαζε ζε έλα ρψξν ην θαινθαίξη θαη ειηαζκφ ην ρεηκψλα, ζα επηιεγνχλ θπιινβφια δέληξα (εηθφλα 2.14). Σν θαινθαίξη ζα έρνπκε ζθίαζε θαη ςπρξφηεξν πεξηβάιινλ ιφγσ ηεο εμαηκηζνδηαπλνήο ησλ θχιισλ, ελψ ην ρεηκψλα απνπζία εμαηκηζνδηαπλνήο θαη ζρεδφλ πιήξε δηείζδπζε ηεο ειηαθήο αθηηλνβνιίαο ζην ρψξν. Δηθόλα 2.14: Φπιινβφια δέληξα

Πεγή: Υξπζνκαιιίδνπ, 2004

Δπίζεο ζεκαληηθή ζεσξείηαη θαη ε αλεκνπξνζηαζία ηνπο ρεηκεξηλνχο κήλεο ζρεδφλ ζε θάζε θιηκαηηθή δψλε. Γέληξα κε ππθλά θπιιψκαηα κπνξνχλ λα ιεηηνπξγήζνπλ σο 40

Καξαθνύλνο Ισάλλεο

Πνιενδνκηθόο ζρεδηαζκόο θαη αζηηθό κηθξνθιίκα

αλεκνθξάγκαηα ην ρεηκψλα, φηαλ ηνπνζεηνχληαη ζηελ πιεπξά ηνπ επηθξαηνχληνο αλέκνπ (εηθφλα 2.15). Δηθόλα 2.15: Γέληξα κε ππθλά θπιιψκαηα σο αλεκνθξάγκαηα

Πεγή: Υξπζνκαιιίδνπ, 2004

Όπσο αλαθέξνπλ νη Georgi & Dimitriou (2010), έλαο ρψξνο 100η.κ. κε 8 δέληξα κέζνπ χςνπο θαη κέζεο εμαηκηζνδηαπλνήο ζε απφζηαζε 5κ. κεηαμχ ηνπο (εηθφλα 2.16) πξνζηαηεχεη ζεκαληηθά απφ ηελ ειηαθή αθηηλνβνιία θαη ζχκθσλα κε κεηξήζεηο κπνξεί λα κεηψζεη ηε ζεξκνθξαζία αέξα κέρξη θαη 3,1νC. Δηθόλα 2.16: Πξφηαζε γηα ρσξηθή θαηαλνκή δέληξσλ ζε ρψξν 100 η.κ.

Πεγή: Georgi & Dimitriou, 2010

41

Καξαθνύλνο Ισάλλεο

Πνιενδνκηθόο ζρεδηαζκόο θαη αζηηθό κηθξνθιίκα

Ζ επηινγή ηεο θαηάιιειεο θχηεπζεο ζε ζρέζε κε ηνλ ήιην, ηνλ άλεκν, αιιά θαη ηελ αηκνζθαηξηθή ξχπαλζε παίδεη εμίζνπ ζεκαληηθφ ξφιν. ΢ηνλ παξαθάησ πίλαθα παξνπζηάδνληαη ελδεηθηηθά δηάθνξα είδε θπηψλ: Πίλαθαο 2.5: Ηδηφηεηεο θπηψλ

Καηάιιεια γηα ζθίαζε

Αλεκνθξάρηεο

Αλζεθηηθά ζηελ αηκνζθαηξηθή ξύπαλζε

Γξπο

Γηνπλίπεξνο

Αθαθία

Κνπθνπλαξηά

Κξαληά

Διαίαγλνο

Λεχθα

Κππαξίζζη

Διηά

Μνπξηά

Λεχθα

Καηάιπε

Πεχθε

Ληγνχζηξν

Κξάηαηγνο

Πιαηάλη

Ομηά

Κππαξίζζη

Φιακνπξηά

Πεχθε

Λεχθε

Φηειηά

Πιαηαλνεηδέο ζθελδάκη

Ππξάθαλζνο

Υαξνππηά

Σνχγηα

Ράκλνο

Φεπδαθαθία

Φιακνπξηά

Φηειηά

Πεγή: ΚΑΠΔ, 2011

Γηα ηελ επηινγή ηεο θχηεπζεο παίδνπλ ξφιν θαη άιινη παξάγνληεο: Σν είδνο ηνπ θπηνύ, ην κέγεζνο θαη ην ζρήκα ηνπ θπηνύ, όηαλ απηό είλαη πιήξσο αλαπηπγκέλν, ε αλαινγία κεηαμύ θνξκνύ θαη θόκεο, ε ππθλόηεηα ηνπ θπιιώκαηνο, ε ηαρύηεηα αλάπηπμεο, ε δπλαηόηεηα δηαηήξεζεο ή όρη ηνπ θπιιώκαηνο ζε όιεο ηηο επνρέο (αεηζαιή, θπιινβόια), ν ρξόλνο έλαξμεο αλάπηπμεο ηνπ θπιιώκαηνο είλαη κεξηθνί από ηνπο παξάγνληεο πνπ πξέπεη λα ιακβάλνληαη ππόςε ζε ζρέζε θαη κε ηνλ θύξην ζθνπό ηεο θύηεπζεο, γηα ηελ επηινγή ησλ πιένλ θαηάιιεισλ θπηηθώλ εηδώλ (ΣΔΔ, 2011).

42

Καξαθνύλνο Ισάλλεο

Πνιενδνκηθόο ζρεδηαζκόο θαη αζηηθό κηθξνθιίκα

2.4 ΘΔΡΜΗΚΖ ΑΝΔ΢Ζ 2.4.1 ΟΡΙ΢ΜΟ΢ Χο ζεξκηθή άλεζε νξίδεηαη ε θαηάζηαζε ηνπ εγθεθάινπ πνπ εθδειώλεη ηθαλνπνίεζε ζε ζρέζε κε ην ζεξκηθό πεξηβάιινλ (ISO 7730, 1994). Έλαο άιινο νξηζκφο πνπ πξνζεγγίδεη ελεξγεηαθά ηελ έλλνηα είλαη: Η θαηάζηαζε ηεο ζεξκηθήο άλεζεο επηηπγράλεηαη όηαλ ε ζεξκόηεηα πνπ ξέεη πξνο θαη από ην αλζξώπηλν ζώκα είλαη ηζνζηαζκηζκέλε θαη ε ζεξκνθξαζία ηνπ δέξκαηνο θαη ν ξπζκόο εθίδξσζεο θπκαίλνληαη κέζα ζε κηα θιίκαθα άλεζεο πνπ εμαξηάηαη από ην κεηαβνιηζκό (Κνηζίξεο, 2007). Ζ έλλνηα βαζίδεηαη ζηελ εμίζσζε ζεξκηθνχ ηζνδπγίνπ ηνπ αλζξψπηλνπ ζψκαηνο (Αλδξένπ, 2011): M+W+R+C+ED+Ere+ESW+S=0 Όπνπ M: Ο κεηαβνιηθφο ξπζκφο (εζσηεξηθή παξαγσγή ελέξγεηαο ιφγσ κεηαβνιηζκνχ ηεο ηξνθήο) W: Ζ ζσκαηηθή δξαζηεξηφηεηα R: Ζ αθηηλνβνιία πνπ δέρεηαη / εθπέκπεη ην ζψκα C: Ζ ξνή ζεξκφηεηαο ιφγσ αγσγήο ED: Ζ ξνή ιαλζάλνπζαο ζεξκφηεηαο Ere: Σν άζξνηζκα ξνήο ζεξκφηεηαο γηα ζέξκαλζε θαη χγξαλζε ηνπ εηζπλεφκελνπ αέξα ESW: Ζ ξνή ζεξκφηεηαο ιφγσ εμάηκηζεο ηνπ ηδξψηα S: Ζ ξνή ζεξκφηεηαο γηα ζέξκαλζε ή ςχμε ηνπ αλζξψπηλνπ ζψκαηνο Ζ ηηκή M είλαη πάληα ζεηηθή, ελψ νη ηηκέο W, ED, ESW είλαη πάληα αξλεηηθέο. Οη ξνέο ζεξκφηεηαο

ηεο

παξαπάλσ

εμίζσζεο

εμαξηψληαη

άκεζα

απφ

ηνπο

εμήο

πεξηβαιινληηθνχο παξάγνληεο: ζεξκνθξαζία ηνπ αέξα, κέζε αθηηλνβνινχκελε ζεξκνθξαζία, ηαρχηεηα αέξα θαη πγξαζία (Αλδξένπ, 2011). Δπνκέλσο, γίλεηαη αληηιεπηφ πσο νη ζπλζήθεο ζεξκηθήο άλεζεο ελόο αζηηθνύ ρώξνπ είλαη ε αιιειεπίδξαζε ησλ ζπλζεθώλ αθηηλνβνιίαο, αλεκνινγηθώλ ζπλζεθώλ θαη αζηηθνύ πξαζίλνπ. Ζ ζεξκηθή άλεζε επεξεάδεηαη φκσο θαη έκκεζα απφ άιινπο παξάγνληεο (αηνκηθνχο), φπσο ε έλδπζε, ε δξαζηεξηφηεηα θαη ν κεηαβνιηζκφο θάζε αηφκνπ.

2.4.2 ΓΔΙΚΣΔ΢ ΔΚΣΙΜΗ΢Η΢ ΣΗ΢ ΘΔΡΜΙΚΗ΢ ΑΝΔ΢Η΢ Πξαγκαηηθή αίζζεζε ζεξκφηεηαο (ASV) Ο δείθηεο ASV (Actual Sensation Vote) αλαπηχρζεθε ζηα πιαίζηα ηνπ πξνγξάκκαηνο RUROS (Rediscovering the Urban Realm and Open Spaces), φπνπ αμηνινγήζεθαλ νη ζπλζήθεο ζεξκηθήο άλεζεο κέζσ επηηφπηαο έξεπλαο πνπ έγηλε ζε 14 43

Καξαθνύλνο Ισάλλεο

Πνιενδνκηθόο ζρεδηαζκόο θαη αζηηθό κηθξνθιίκα

πεξηνρέο αλά ηελ Δπξψπε, κε ζπλεληεχμεηο απφ 10.000 ρξήζηεο ππαίζξησλ αζηηθψλ ρψξσλ (Νηθνινπνχινπ, 2004). Ζ αίζζεζε ζεξκφηεηαο ησλ αλζξψπσλ αμηνινγήζεθε ζε κηα πεληαβάζκηα θιίκαθα, θπκαηλφκελε απφ «πνιχ θξχν» ζε «πνιχ δέζηε» (δείθηεο ASV). Αξρηθά, κειεηήζεθε ε ζπζρέηηζε ηεο ζεξκνθξαζίαο αέξα θαη ηεο ηαρχηεηαο ηνπ αλέκνπ κε ηνλ ASV (δηαγξάκκαηα 2.5 θαη 2.6). Γηάγξακκα 2.5: ΢πζρέηηζε δείθηε ASV θαη ζεξκνθξαζίαο αέξα

Πεγή: Νηθνινπνχινπ, 2004

Απφ ηα δηαγξάκκαηα παξαηεξείηαη φηη φζν απμάλεηαη ε ζεξκνθξαζία ηνπ αέξα (Tair), απμάλεηαη θαη ν ASV (κε κηα «ζηαζεξνπνίεζε» ηεο ηηκήο ASV απφ 17-27 νC), ελψ φζν απμάλεηαη ε ηαρχηεηα αέξα (Wind Speed) κεηψλεηαη ν δείθηεο. Γηάγξακκα 2.6: ΢πζρέηηζε δείθηε ASV θαη ηαρχηεηαο αλέκνπ

Πεγή: Νηθνινπνχινπ, 2004

44

Καξαθνύλνο Ισάλλεο

Πνιενδνκηθόο ζρεδηαζκόο θαη αζηηθό κηθξνθιίκα

Μεηά ηελ αλάιπζε σξηαίσλ κεηεσξνινγηθψλ δεδνκέλσλ, πξνέθπςαλ εμηζψζεηο ζπζρέηηζεο ηνπ δείθηε κε ηηο κηθξνθιηκαηηθέο παξακέηξνπο γηα θάζε πφιε. Γηα ηελ Αζήλα (Νηθνινπνχινπ, 2004): ASV = 0,034Tair-met + 0,0001Sol-met - 0,086V-met – 0,001RH-met – 0,412 (r = 0,27) Όπνπ: Tair-met ε ζεξκνθξαζία ηνπ αέξα, Sol-met ε ζπλνιηθή ειηαθή αθηηλνβνιία, V-met ε ηαρχηεηα ηνπ αλέκνπ θαη RH-met ε ζρεηηθή πγξαζία. Σν ππφζεκα met ζε θάζε παξάκεηξν ηεο ζρέζεο δειψλεη φηη νη πξνζσπηθέο παξάκεηξνη (έλδπζε, κεηαβνιηζκφο θ.α.) είλαη εγγελείο ζην κνληέιν (Κνηζίξεο, 2007). Φπζηνινγηθή Ηζνδχλακε Θεξκνθξαζία (PET) Οη Hoppe θαη Mayer εηζήγαγαλ ην 1987 ηνλ ζεξκηθφ δείθηε PET (Physiological Equivalent Temperature). Ο δείθηεο PET βαζίδεηαη ζην αλζξψπηλν ελεξγεηαθφ ηζνδχγην θαη πεξηγξάθεη ηελ ζπλδπαζκέλε επίδξαζε ηνπ ζεξκηθνχ πεξηβάιινληνο ζην αλζξψπηλν ζψκα. Ζ βαζηθή ηδέα ηνπ δείθηε είλαη ε πεξηγξαθή ηεο ζεξκνθξαζίαο ελφο ηζνδχλακνπ, ηδεαηνχ εζσηεξηθνχ πεξηβάιινληνο, ην νπνίν αλακέλεηαη λα έρεη ηελ ίδηα επίδξαζε ζηε ζεξκηθή άλεζε κε απηή ηνπ αληίζηνηρνπ ππφ κειέηε εμσηεξηθνχ (Hoppe, 1993, φπσο αλαθέξεηαη ζην: Παπνπηζήο, 2012). Γηα ηνλ ππνινγηζκφ ηνπ δείθηε PET γίλνληαη νη παξαθάησ παξαδνρέο (Αλδξένπ, 2011): • Όπσο ζπκβαίλεη ζπλήζσο ζηνλ εζσηεξηθφ ρψξν, ε κέζε ζεξκνθξαζία αθηηλνβνιίαο ηζνχηαη κε ηε κέζε ζεξκνθξαζία αέξα.

• Ζ ηαρχηεηα ηνπ αέξα νξίδεηαη ζηα 0,1 m/s.

• H πίεζε πδξαηκψλ ηνπ αέξα νξίδεηαη ζηα 12 hPa (ζρεηηθή πγξαζία 50% γηα ζεξκνθξαζία αέξα 20oC).

• H κεηαβνιηθή ζεξκφηεηα ιφγσ δξαζηεξηφηεηαο είλαη 80W (φξζηα ζέζε αηφκνπ) θαη ε ηηκή ηνπ ξνπρηζκνχ – ζεξκηθή αληίζηαζε είλαη 0.9 clo (ειαθξά έλδπζε). Με

βάζε

ηηο

παξαπάλσ

παξαδνρέο

θαη

ηνλ

ππνινγηζκφ

φισλ

ησλ

κεηεσξνινγηθψλ παξαγφλησλ ηνπ αλζξψπηλνπ ζεξκηθνχ ηζνδπγίνπ, ν δείθηεο PET εθθξάδεηαη ζε βαζκνχο Κειζίνπ ( νC) θαη αλαιχεηαη ζηνλ πίλαθα 2.6. Γηα ηνλ ππνινγηζκφ ηνπ PET ρξεηάδεηαη κηα ζεηξά εμηζψζεσλ ηνπ καζεκαηηθνχ κνληέινπ MEMI (Munich Energy Balance Model for Individuals), ην νπνίν πνζνηηθνπνηεί κεηαβιεηέο φπσο ε κέζε ζεξκνθξαζία δέξκαηνο, ε ζεξκνθξαζία ξνχρσλ θαη ε ζεξκνθξαζία ζψκαηνο, φηαλ θαζνξηζηνχλ νη κεηεσξνινγηθέο παξάκεηξνη. ΢ηνλ πίλαθα 2.7, παξνπζηάδνληαη νη ηηκέο πνπ εκθαλίδεη ν PET γηα δηάθνξεο κεηεσξνινγηθέο ζπλζήθεο.

45

Καξαθνύλνο Ισάλλεο

Πνιενδνκηθόο ζρεδηαζκόο θαη αζηηθό κηθξνθιίκα

Πίλαθαο 2.6: Γείθηεο PET θαη ζεξκηθή άλεζε

Πεγή: Νάζηνο θαη Μαηδαξάθεο, 2008

΢εκαληηθή είλαη ε επηζήκαλζε ησλ Spagnolo θαη deDear (2003) γηα ηνλ δείθηε PET: «Δίλαη έλαο θιηκαηηθφο δείθηεο, αιιά επεηδή είλαη αλεμάξηεηνο απφ έλδπζε θαη δξαζηεξηφηεηα, δελ είλαη απφιπην κέηξν ζεξκηθήο έληαζεο ή άλεζεο. Δίλαη έλα εξγαιείν γηα ηελ αμηνιφγεζε ηνπ ζεξκηθνχ πεξηβάιινληνο.» (Υαηδεδεκεηξίνπ, 2012). Πίλαθαο 2.7: Σηκέο ηνπ δείθηε PET ζε δηάθνξεο κεηεσξνινγηθέο ζπλζήθεο

Πεγή: Υαξαιακπφπνπινο, 2009

46

Καξαθνύλνο Ισάλλεο

Πνιενδνκηθόο ζρεδηαζκόο θαη αζηηθό κηθξνθιίκα

΢χκθσλα κε ηνλ Mantzarakis θαη άιινπο (2002), ν δείθηεο PET ζρεηίδεηαη άκεζα κε ηελ MRT θαη κπνξεί λα ππνινγηζηεί κε ηε ζρέζε: PET = 0,519 MRT + 6,8 (R2 = 0,757) Παξφκνην ζπζρεηηζκφ παξνπζίαζε θαη ν Mayer θαη άιινη (2004): PET = 0,648 MRT + 5,36 (R2 = 0,956) Θεξκηθή αίζζεζε (TS) O Ginovi αλέπηπμε ην 2003 ηνλ δείθηε TS (Thermal Sensation), βαζηδφκελνο ζε εξσηεκαηνιφγηα θαη κεηξήζεηο. Ζ ζεξκηθή αίζζεζε αμηνινγήζεθε ζε θιίκαθα 7 ζεκείσλ (απφ πνιχ ςπρξφ έσο πνιχ ζεξκφ). Ο δείθηεο TS ππνινγίζηεθε κε πνιιαπιή παιηλδξφκεζε, σο ζπλάξηεζε 5 κεηαβιεηψλ (TS5) θαη σο ζπλάξηεζε 3 κεηαβιεηψλ (TS3) θαη ζπγθεθξηκέλα ζεξκνθξαζίαο αέξα (Ta), ειηαθήο αθηηλνβνιίαο (SR) ηαρχηεηαο αλέκνπ (WS), ζρεηηθήο πγξαζίαο (RH) θαη επηθαλεηαθήο ζεξκνθξαζίαο (TS), γηα λα ζπγθξηζεί ε ζρεηηθή επίδξαζε ηεο αθηηλνβνιίαο θαη ηνπ αλέκνπ ζε ζρέζε κε ηελ επίδξαζε ηεο κεηαβνιήο ηεο ζεξκνθξαζίαο (Υαηδεδεκεηξίνπ, 2012). Οη εμηζψζεηο πνπ δεκηνπξγήζεθαλ έρνπλ σο εμήο: TS5 = 1,7 + 0,1118Ta + 0,0019SR – 0,22WS – 0,0073RH + 0,0054ST (R2=0,8792) Καη TS3 = 1,2 + 0,1115Ta + 0,0019SR – 0,3185WS (R2=0,8711) Τπάξρνπλ ζαθψο θαη άιινη δείθηεο εθηίκεζεο ηεο ζεξκηθήο άλεζεο γηα εμσηεξηθνχο ρψξνπο (WCI - Wind Chill Index, UTCI – Universal Thermal Climate Index θ.α.), νη νπνίνη φκσο είηε απνηεινχλ πξνζπάζεηα ελ εμειίμεη, είηε παίξλνπλ ππ‟ φςηλ θαη άιινπο παξάγνληεο ζε ζρέζε κε ηνπο δείθηεο ASV, PET θαη TS. 2.4.3 ΟΠΣΙΚΗ ΑΠΔΙΚΟΝΙ΢Η ΣΗ΢ ΘΔΡΜΙΚΗ΢ ΑΝΔ΢Η΢ Κάζε αζηηθφο ρψξνο εκθαλίδεη ηδηαίηεξα κηθξνθιηκαηηθά ραξαθηεξηζηηθά (Μέζε Θεξκνθξαζία Αθηηλνβνιίαο – βι. 2.1.2, ηαρχηεηεο θαη ξνέο αλέκσλ θ.α.), ηα νπνία ζε ζπλδπαζκφ κε ηελ αζηηθή κνξθνινγία δεκηνπξγνχλ ηηο ζπλζήθεο ζεξκηθήο άλεζεο. O βαζηθφηεξνο ζηφρνο γηα θάζε βηνθιηκαηηθή κειέηε ελφο αζηηθνχ ρψξνπ είλαη ε επίηεπμε ηδαληθώλ ζπλζεθώλ ζεξκηθήο άλεζεο θαζ‟ φιε ηε δηάξθεηα ηνπ ρξφλνπ. Οη ηδαληθέο απηέο ζπλζήθεο έρνπλ πνζνηηθνπνηεζεί κέζσ ησλ δεηθηψλ εθηίκεζεο ηεο ζεξκηθήο 47

Καξαθνύλνο Ισάλλεο

Πνιενδνκηθόο ζρεδηαζκόο θαη αζηηθό κηθξνθιίκα

άλεζεο (ASV=0, PET=20 θ.α.). Πιένλ, ηα ππνινγηζηηθά πξνγξάκκαηα εκθαλίδνπλ ηηο ζπλζήθεο ζεξκηθήο άλεζεο κέζσ πξνζνκνηψζεσλ γηα δηάθνξεο αζηηθέο κνξθνινγίεο. Έηζη, ν κειεηεηήο κπνξεί λα αλαιχζεη δηαθνξεηηθέο αζηηθέο κνξθνινγίεο πξηλ ην ζρεδηαζκφ ελφο αζηηθνχ ρψξνπ θαη λα θαηαιήμεη ζηε κνξθνινγία πνπ πξνζεγγίδεη πεξηζζφηεξν ηηο ηδαληθέο ζπλζήθεο ζεξκηθήο άλεζεο. Δπηπιένλ, ππάξρεη θαη ε δπλαηφηεηα αλάιπζεο ελφο ήδε ππάξρνληνο αζηηθνχ ηζηνχ θαη ν πξνζδηνξηζκφο δσλψλ πνπ εκθαλίδνπλ δηαθνξεηηθέο ζπλζήθεο ζεξκηθήο άλεζεο (δψλεο ζεξκηθήο άλεζεο). Μία κεζνδνινγία γηα ηνλ πξνζδηνξηζκφ δσλψλ ζεξκηθήο άλεζεο ζηνλ αζηηθφ ρψξν αλαπηχρζεθε απφ ηε ΢ρνιή Αζηηθνχ ΢ρεδηαζκνχ ηνπ Παλεπηζηεκίνπ ηνπ Κάζει ζηε Γεξκαλία (Katzschner & Bosch, 2004). Οη κειεηεηέο δηεμήγαγαλ επηηφπηεο κεηξήζεηο γηα ηε ζπιινγή ησλ απαξαίηεησλ θιηκαηνινγηθψλ δεδνκέλσλ θαη ηνλ ππνινγηζκφ ησλ δεηθηψλ ζεξκηθήο άλεζεο. Χο ζεκαληηθφηεξεο κεηεσξνινγηθέο παξάκεηξνη ζεσξήζεθαλ ε ειηαθή αθηηλνβνιία θαη ν άλεκνο. Δηθόλα 2.17: Μέζνδνο πξνζδηνξηζκνχ δσλψλ ζεξκηθήο άλεζεο

Πεγή: Katzschner & Bosch, 2004

48

Καξαθνύλνο Ισάλλεο

Πνιενδνκηθόο ζρεδηαζκόο θαη αζηηθό κηθξνθιίκα

Τπήξμε, έηζη, κηα ζεξκηθή δσλνπνίεζε (εηθφλα 2.17), ε νπνία βαζκνλνκήζεθε αλάινγα κε ην θιίκα ηεο επξχηεξεο πεξηνρήο κειέηεο. Δπίζεο, σο παξάκεηξνο ζπκπεξηιήθζεθε θαη ε κέζε ηηκή ηνπ ζπληειεζηή ζέαζεο ηνπ νπξαλνχ (SVF – βι. 2.1.2). Ζ παξαπάλσ κεζνδνινγία εθαξκφζηεθε γηα δχν πιαηείεο ηεο πφιεο Κάζει ζηε Γεξκαλία (Florentiner Platz θαη Bahnhofsplatz). Δμεηάζηεθε κηα ειηφινπζηε κέξα ηνπ ζεξηλνχ ειηνζηαζίνπ. Σα απνηειέζκαηα παξνπζηάδνληαη ζηελ εηθφλα 2.18, φπνπ δηαθξίλεηαη φηη νη ζπλζήθεο ζεξκηθήο άλεζεο πνηθίινπλ κέζα έλαλ αζηηθφ ρψξν. Δηθόλα 2.18: Εψλεο ζεξκηθήο άλεζεο γηα ηηο πιαηείεο Florentiner Platz (αξηζηεξά) θαη Bahnhofsplatz (δεμηά)

Πεγή: Katzschner & Bosch (2004) θαη Bing Maps

49

Καξαθνύλνο Ισάλλεο

Πνιενδνκηθόο ζρεδηαζκόο θαη αζηηθό κηθξνθιίκα

Καζψο ν πιεζπζκφο ησλ αλζξψπσλ πνπ δνπλ ζε πφιεηο ππνινγίδεηαη ζην 60% (5 δηο) ηνπ παγθνζκίνπ πιεζπζκνχ ην 2030 (Mirzaei & Haghighat, 2010), γίλεηαη ζαθέο φηη πξέπεη λα δνζεί ηδηαίηεξε έκθαζε ζηηο κηθξνθιηκαηηθέο ζπλζήθεο πνπ επηθξαηνχλ ζηνπο αζηηθνχο ρψξνπο. Ζ ζεξκηθή άλεζε επεξεάδεη ζε κεγάιν βαζκφ ηελ πνηφηεηα δσήο ζε κηα πφιε θαη πξέπεη λα απνηειεί αλαπφζπαζην θνκκάηη ηνπ αζηηθνχ ζρεδηαζκνχ.

50

Καξαθνύλνο Ισάλλεο

Πνιενδνκηθόο ζρεδηαζκόο θαη αζηηθό κηθξνθιίκα

3. ΜΔΛΔΣΗ ΠΔΡΙΠΣΧ΢Η΢ ΢ην παξφλ θεθάιαην δηεξεπλψληαη νη ζπλζήθεο αθηηλνβνιίαο θαη αλέκνπ κηαο αζηηθήο πεξηνρήο βάζεη πξνζνκνηψζεσλ κέζσ ππνινγηζηηθψλ πξνγξακκάησλ, γηα ηελ ρεηκεξηλή θαη θαινθαηξηλή πεξίνδν.

3.1 ΠΔΡΗΓΡΑΦΖ ΣΖ΢ ΠΔΡΗΟΥΖ΢ ΜΔΛΔΣΖ΢ Ζ πεξηνρή κειέηεο βξίζθεηαη ζηε πφιε ηεο Θεζζαινλίθεο θαη ζπγθεθξηκέλα ζην Γήκν Καιακαξηάο. Δληνπίδεηαη θνληά ζην παξαιηαθφ κέησπν ηνπ Γήκνπ θαη απαξηίδεηαη απφ νθηψ νηθνδνκηθά ηεηξάγσλα, εθ ησλ νπνίσλ ηα δχν απνηεινχλ κέξνο ηεο πιαηείαο ΢θξα (εηθφλα 3.1). Ζ πεξηνρή έρεη έθηαζε 20 ζηξέκκαηα. Σα χςε ησλ νηθνδνκηθψλ φγθσλ θπκαίλνληαη απφ 10 έσο 21 κέηξα, ελψ ην πιάηνο ησλ δξφκσλ απφ 10 έσο 12 κέηξα. ΢εκαληηθφ κέξνο ηεο πιαηείαο ΢θξα θαιχπηεηαη απφ βιάζηεζε θαη ηα πεξηζζφηεξα δέληξα είλαη θπιινβφια. Δηθόλα 3.1: Πεξηνρή κειέηεο

Πεγή: Κηεκαηνιφγην Α.Δ., 2012 - ηδία επεμεξγαζία

Ζ επηινγή ηεο ζπγθεθξηκέλεο πεξηνρήο έγηλε γηα ηνπο παξαθάησ ιφγνπο: α) Γηα ηνλ ππνινγηζκφ ησλ ζπλζεθψλ αθηηλνβνιίαο θαη αλέκνπ ζηνλ αζηηθφ ρψξν κέζσ πξνζνκνηψζεσλ, ζεκαληηθή πξνυπφζεζε είλαη ε χπαξμε ςεθηαθψλ αξρείσλ κε θιηκαηνινγηθά δεδνκέλα γηα ηελ εθάζηνηε πεξηνρή κειέηεο. Σν Σκήκα Δλέξγεηαο ησλ Ζ.Π.Α. (U.S. Department Of Energy) δηαζέηεη ηέηνηνπ είδνπο αξρεία (weather data files) γηα 2.100 ηνπνζεζίεο αλά ηνλ θφζκν. Γηα ηελ Διιάδα, δηαηίζεληαη γηα 3 ηνπνζεζίεο: Αζήλα, Θεζζαινλίθε θαη Αλδξαβίδα (Αραΐα). ΢χκθσλα κε ην weather 51

Καξαθνύλνο Ισάλλεο

Πνιενδνκηθόο ζρεδηαζκόο θαη αζηηθό κηθξνθιίκα

data file Θεζζαινλίθεο, νη ηηκέο αθνξνχλ ζηαζκφ κεηξήζεσλ πνπ βξίζθεηαη ζην Γηεζλή Κξαηηθφ Αεξνιηκέλα Θεζζαινλίθεο «Μαθεδνλία», ν νπνίνο βξίζθεηαη ζε απφζηαζε κφιηο 5km απφ ηελ πεξηνρή κειέηεο. Έηζη, ηα θιηκαηνινγηθά δεδνκέλα πνπ ζα ρξεζηκνπνηεζνχλ γηα ηελ πξνζνκνίσζε αληαπνθξίλνληαη ζηελ πξαγκαηηθφηεηα, θαζψο δελ ππάξρνπλ ζεκαληηθέο δηαθνξνπνηήζεηο ζε απφζηαζε 5km. β) Τπάξρεη δπλαηφηεηα ππνινγηζκνχ θαη ζχγθξηζεο ησλ ζπλζεθψλ αθηηλνβνιίαο θαη αλέκνπ ζε 3 δηαθνξεηηθέο ηππνινγίεο αζηηθνχ ρψξνπ (δξφκνο κεηαμχ νηθνδνκηθψλ φγθσλ, πιαηεία κε ππθλή βιάζηεζε θαη πιαηεία κε αξαηή βιάζηεζε). Όζνλ αθνξά ην θιίκα ηεο Θεζζαινλίθεο, είλαη κεζνγεηαθνχ ηχπνπ κε θξχνπο θαη πγξνχο ρεηκψλεο θαη ζεξκά θαη μεξά θαινθαίξηα. Ζ πςειφηεξε ζεξκνθξαζία πνπ έρεη ζεκεησζεί είλαη ηνλ κήλα Ηνχιην (44νC) θαη ε ρακειφηεξε ηνλ Ηαλνπάξην (-14νC), (Κχξθνπ, 2010). Υαξαθηεξηζηηθέο είλαη νη ήπηεο θαη ειηφινπζηεο εκέξεο,

πνπ

παξαηεξνχληαη πεξίπνπ ζηα κέζα ηνπ ρεηκψλα, ν ζρεηηθά κεγάινο αξηζκφο ζεξηλψλ θαη ηξνπηθψλ εκεξψλ θαη ε ειάηησζε ησλ βξνρψλ ην θαινθαίξη. Οη ψξεο ειηνθάλεηαο θπκαίλνληαη κεηαμχ 2.400 θαη 2.600 (Κακαηάθε, 2009). Μέζε κεληαία δηεχζπλζε ησλ αλέκσλ είλαη ε βνξεηνδπηηθή ζρεδφλ θαη γηα ηνπο 12 κήλεο ηνπ ρξφλνπ (εθηφο ηνπ Απγνχζηνπ) θαη ε κέζε κεληαία έληαζε ησλ αλέκσλ θπκαίλεηαη απφ 2,51 m/s (Οθηψβξηνο) έσο θαη 3,35 (Ηνχιηνο), (http://www.hnms.gr – Δζληθή Μεηεσξνινγηθή Τπεξεζία, 2012).

3.2 ΔΚΣΗΜΖ΢Ζ ΢ΤΝΘΖΚΧΝ ΑΚΣΗΝΟΒΟΛΗΑ΢ Όπσο αλαθέξεηαη θαη ζην ζεσξεηηθφ ηκήκα ηεο εξγαζίαο γηα ηελ ειηαθή αθηηλνβνιία (θεθ. 2.1), ε εθηίκεζε θαη αμηνιφγεζε ησλ ζπλζεθψλ αθηηλνβνιίαο ελφο αζηηθνχ ρψξνπ κπνξνχλ λα γίλνπλ κε κεγάιε αθξίβεηα, ιφγσ ηεο δεκηνπξγίαο ηξηζδηάζηαηνπ ςεθηαθνχ κνληέινπ ηνπ ρψξνπ, ηεο χπαξμεο ςεθηαθψλ αξρείσλ κε θιηκαηνινγηθά δεδνκέλα θαη ηεο πξνζνκνίσζεο ηεο θίλεζεο ηνπ ειίνπ κε ηε ρξήζε ππνινγηζηηθψλ πξνγξακκάησλ. ΢ηε ζπγθεθξηκέλε κειέηε πεξίπησζεο βαζηθφ εξγαιείν απνηειεί ην ινγηζκηθφ Autodesk Ecotect Analysis 2011. Με ην ελ ιφγσ πξφγξακκα δεκηνπξγήζεθαλ φια ηα θηεξηαθά θειχθε, νη επηθάλεηεο θαη ε βιάζηεζε βάζεη δεδνκέλσλ ηεο Κηεκαηνιφγην Α.Δ., αιιά θαη επηηφπηαο θαηαγξαθήο. ΢ηελ εηθφλα 3.2 απεηθνλίδεηαη ε πεξηνρή κειέηεο, ε νπνία απνηειείηαη απφ ηα θηεξηαθά θειχθε κε γθξη ρξψκα θαη ηνπο επηκέξνπο δξφκνπο. Σα πιεπξηθά θηεξηαθά θειχθε κε ιεπθφ ρξψκα, απνηεινχλ ηελ επξχηεξε πεξηνρή (εθηφο πεξηνρήο κειέηεο) θαη δεκηνπξγήζεθαλ γηα λα κελ ππάξρεη πιεπξηθφ ρσξηθφ ζθάικα ζηνπο ππνινγηζκνχο αθηηλνβνιίαο.

52

Καξαθνύλνο Ισάλλεο

Πνιενδνκηθόο ζρεδηαζκόο θαη αζηηθό κηθξνθιίκα

Δηθόλα 3.2: Σξηζδηάζηαηε απεηθφληζε ηεο πεξηνρήο κειέηεο

Πεγή: Ecotect Analysis 2011 – ηδία επεμεξγαζία

Δπηπιένλ, επηιέρζεθε ην weather data file (.wea) πνπ αθνξά ηελ πεξηνρή κειέηεο, θαζψο ην Ecotect θνξηψλεη αξρεία θιηκαηνινγηθψλ δεδνκέλσλ επέθηαζεο wea (ηα νπνία πξνζδηνξίδνπλ θαη ηε γεσγξαθηθή ζέζε) κε ηελ επηινγή “Load Weather File”. Δηθόλα 3.3: Δπηινγή θιηκαηνινγηθψλ δεδνκέλσλ ηεο πεξηνρήο κειέηεο

Πεγή: Ecotect Analysis 2011 – ηδία επεμεξγαζία

53

Καξαθνύλνο Ισάλλεο

Πνιενδνκηθόο ζρεδηαζκόο θαη αζηηθό κηθξνθιίκα

΢εκαληηθφ είλαη ην γεγνλφο φηη γηα θάζε επηθάλεηα θαη ζηνηρείν ηνπ ρψξνπ επηιέρζεθαλ ηα αληίζηνηρα πιηθά (εηθφλα 3.4), θαζψο θάζε πιηθφ εκθαλίδεη δηαθνξεηηθέο ηδηφηεηεο (ιεπθαχγεηα, ζεξκνρσξεηηθφηεηα θ.α.), νη νπνίεο επεξεάδνπλ ηηο ζπλζήθεο αθηηλνβνιίαο ελφο αζηηθνχ ρψξνπ. Δηθόλα 3.4: Δπηινγή ησλ αληίζηνηρσλ πιηθψλ γηα θάζε επηθάλεηα

Πεγή: Ecotect Analysis 2011 – ηδία επεμεξγαζία

Ζ παξάκεηξνο πνπ επηιέρζεθε γηα λα «απεηθνληζηνχλ» νη ζπλζήθεο αθηηλνβνιίαο ζηνλ αζηηθφ ρψξν ηελ θαινθαηξηλή θαη ρεηκεξηλή πεξίνδν είλαη ε κέζε εκεξήζηα πξνζπίπηνπζα ειηαθή αθηηλνβνιία. Με ηελ παξάκεηξν απηή ππνινγίδεηαη ε ζπλνιηθή ειηαθή αθηηλνβνιία (άκεζε θαη δηάρπηε) πνπ πξνζπίπηεη ζε κηα επηθάλεηα θαη δηαηξείηαη κε ηνλ αξηζκφ εκεξψλ ηεο ππφ κειέηεο πεξηφδνπ. ΢ηε ζπγθεθξηκέλε πεξίπησζε, ε επηθάλεηα αλαθνξάο είλαη έλα νξηδφληην επίπεδν ζε χςνο 1,5m (επίπεδν πεδψλ) απφ ην έδαθνο, ην νπνίν θαιχπηεη νιφθιεξε ηελ πεξηνρή κειέηεο. Σν νξηδφληην απηφ επίπεδν δεκηνπξγείηαη κε ηε επηινγή ¨analysis grid¨ (εηθφλα 3.5). Ζ χπαξμε ηνπ νξηδνληίνπ επηπέδνπ ζην κνληέιν είλαη απαξαίηεηε γηα ηελ έλαξμε ησλ ππνινγηζκψλ, θαζψο νη ηηκέο ηεο κέζεο εκεξήζηαο πξνζπίπηνπζαο ειηαθήο αθηηλνβνιίαο ζα απεηθνληζηνχλ ζηνλ θάλαβν αλαθνξάο κε ρξσκαηηθή δηαθνξνπνίεζε.

54

Καξαθνύλνο Ισάλλεο

Πνιενδνκηθόο ζρεδηαζκόο θαη αζηηθό κηθξνθιίκα

Δηθόλα 3.5: Οξηδφληην επίπεδν αλαθνξάο γηα ηηο ζπλζήθεο αθηηλνβνιίαο

Πεγή: Ecotect Analysis 2011 – ηδία επεμεξγαζία

Αθνχ δεκηνπξγεζεί ινηπφλ ην νξηδφληην επίπεδν αλαθνξάο (ζε χςνο 1,5 κέηξνπ θαη κε ηεηξάγσλα αλάιπζεο πιεπξάο 2 κέηξσλ), μεθηλά ε δηαδηθαζία ππνινγηζκνχ ηεο παξακέηξνπ κε ηελ επηινγή ¨Calculate → Solar Access Analysis¨. Ζ δηαδηθαζία απηή απνηειείηαη απφ νθηψ βήκαηα, νπνχ θαζνξίδνληαη ηα εμήο: 1. Δπηινγή παξακέηξνπ γηα ηελ αλάιπζε (incident solar radiation) 2. Δπηινγή ζπγθεθξηκέλεο ρξνληθήο ζηηγκήο ή ρξνληθνχ δηαζηήκαηνο (for specific period) 3. Δπηινγή πεξηφδνπ ππνινγηζκψλ (winter & summer) 4. Πξνζδηνξηζκφο ησλ ηηκψλ ηεο παξακέηξνπ πνπ ζα ππνινγηζηνχλ (average daily values) 5. Δπηθάλεηεο φπνπ ζα εκθαληζηεί ε ρξσκαηηθή δηαθνξνπνίεζε ησλ ηηκψλ (analysis grid) 6. Σξφπνο ππνινγηζκνχ επηζθίαζεο αληηθεηκέλσλ (Perform detailed shading calculations) 7. Δπίπεδν αθξίβεηαο ζθίαζεο (high) 8. ΢χλνςε επηινγψλ Αξρηθά, πξαγκαηνπνηείηαη ε πξνζνκνίσζε γηα ηελ ρεηκεξηλή πεξίνδν. Σα απνηειέζκαηα παξνπζηάδνληαη ζηελ εηθφλα 3.6.

55

Καξαθνύλνο Ισάλλεο

Πνιενδνκηθόο ζρεδηαζκόο θαη αζηηθό κηθξνθιίκα

Δηθόλα 3.6: Μέζε εκεξήζηα πξνζπίπηνπζα ειηαθή αθηηλνβνιία γηα ηελ ρεηκεξηλή πεξίνδν (1ε Γεθεκβξίνπ – 28ε Φεβξνπαξίνπ)

Πεγή: Ηδία επεμεξγαζία

Δίλαη εκθαλέο φηη ζηνπο ρψξνπο ηεο πιαηείαο φπνπ δελ ππάξρεη βιάζηεζε, νη ηηκέο ηεο κέζεο εκεξήζηαο ειηαθήο αθηηλνβνιίαο είλαη πνιχ πςειφηεξεο ζε ζρέζε κε ηηο ηηκέο πνπ παξαηεξνχληαη εθεί φπνπ ππάξρνπλ αεηζαιή δέληξα. Παξαηεξείηαη, επίζεο, πσο ππάξρνπλ πνιχ ρακειφηεξεο ηηκέο ζηνπο αθάιππηνπο ρψξνπο εληφο ησλ νηθνδνκηθψλ ηεηξαγψλσλ ζε ζρέζε κε ηηο ζπλζήθεο αθηηλνβνιίαο ζηνπο δξφκνπο. Οη δξφκνη ηεο πεξηνρήο κειέηεο εκθαλίδνπλ παλνκνηφηππεο ζπλζήθεο αθηηλνβνιίαο αλεμαξηήησο

πξνζαλαηνιηζκνχ.

Δμαηξνχληαη

νη

δηαζηαπξψζεηο,

ζηηο

νπνίεο

παξαηεξνχληαη ειαθξψο πςειφηεξεο ηηκέο. Ζ ειάρηζηε θαη κέγηζηε ηηκή ηεο παξακέηξνπ πνπ παξαηεξείηαη ζηελ πεξηνρή κειέηεο γηα ηελ ρεηκεξηλή πεξίνδν είλαη 90 θαη 2.080Wh αληίζηνηρα. Δμίζνπ ζεκαληηθή είλαη θαη ε πξνζνκνίσζε ησλ ζπλζεθψλ αθηηλνβνιίαο γηα ηελ θαινθαηξηλή πεξίνδν. Δηδηθά γηα ηηο κεζνγεηαθέο ρψξεο, ε δηεξεχλεζε ησλ ζπλζεθψλ αθηηλνβνιίαο ζηνλ αζηηθφ ρψξν ην θαινθαίξη απνηειεί ζέκα κείδνλνο ζεκαζίαο, αθνχ θάζε ρξφλν παξαηεξνχληαη αξθεηά πεξηζηαηηθά ζεξκνπιεμίαο. ΢ηελ εηθφλα 3.7, 56

Καξαθνύλνο Ισάλλεο

Πνιενδνκηθόο ζρεδηαζκόο θαη αζηηθό κηθξνθιίκα

παξνπζηάδνληαη νη ζπλζήθεο αθηηλνβνιίαο ηεο πεξηνρήο κειέηεο γηα ηελ θαινθαηξηλή πεξίνδν. Δηθόλα 3.7: Μέζε εκεξήζηα πξνζπίπηνπζα ειηαθή αθηηλνβνιία γηα ηελ θαινθαηξηλή πεξίνδν (1ε Ηνπλίνπ – 31ε Απγνχζηνπ)

Πεγή: Ηδία επεμεξγαζία

Οη απμεκέλεο ηηκέο ηεο παξακέηξνπ ην θαινθαίξη, νθείινληαη φρη κφλν ζηηο πεξηζζφηεξεο ψξεο ειηνθάλεηαο, άιια θαη ζηελ «θαηαθφξπθε» ζέζε ηνπ ειίνπ (κηθξφηεξα πνζνζηά ζθίαζεο). Έρεη παξαηεξεζεί επίζεο πσο νη βνξεηνδπηηθέο πιεπξέο ησλ νηθνδνκηθψλ ηεηξαγψλσλ εκθαλίδνπλ κηθξφηεξεο ηηκέο ηεο κέζεο εκεξήζηαο πξνζπίπηνπζαο ειηαθήο αθηηλνβνιίαο ζε ζρέζε κε ηηο λνηηναλαηνιηθέο. Ζ ειάρηζηε θαη κέγηζηε ηηκή ηεο παξακέηξνπ γηα ηελ θαινθαηξηλή πεξίνδν είλαη 310 θαη 6.030 Wh αληίζηνηρα. ΢εκαληηθφ είλαη ην γεγνλφο φηη ε κείσζε ηεο ηηκήο ηεο παξακέηξνπ ιφγσ βιάζηεζεο θηάλεη κέρξη θαη ην 50% (3.000Wh) ζηνλ ρψξν ηεο πιαηείαο (ζε ζρέζε κε ηελ έθηαζε πνπ εθηίζεηαη ζπλερψο ζηνλ ήιην). ΢ε άιιεο πεξηπηψζεηο παξαηεξείηαη κείσζε κέρξη θαη 85% (ρψξνη εληφο ησλ νηθνδνκηθψλ ηεηξαγψλσλ). Σν θχξην πξφβιεκα πνπ παξνπζηάδεη ε πεξηνρή κειέηεο σο πξνο ηεο ζπλζήθεο αθηηλνβνιίαο είλαη νη εμαηξεηηθά πςειέο ηηκέο ηεο κέζεο εκεξήζηαο πξνζπίπηνπζαο 57

Καξαθνύλνο Ισάλλεο

Πνιενδνκηθόο ζρεδηαζκόο θαη αζηηθό κηθξνθιίκα

ειηαθήο αθηηλνβνιίαο ζην ρψξν ηεο πιαηείαο θαηά ηελ θαινθαηξηλή πεξίνδν (6.000+ Wh). Μεγάιν πνζνζηφ ηεο έθηαζεο ηεο πιαηείαο είλαη εθηεζεηκέλν ζηελ ειηαθή αθηηλνβνιία, γεγνλφο πνπ απνηειεί πιενλέθηεκα γηα ηελ ρεηκεξηλή πεξίνδν, αιιά κεηνλέθηεκα γηα ην θαινθαίξη. Λχζε ζε έλα ηέηνην πξφβιεκα κπνξεί λα απνηειέζεη ε θχηεπζε θπιινβφισλ δέληξσλ ζε φιε ηελ έθηαζε ηεο πιαηείαο. Έηζη, ε πιαηεία ζα «πξνζηαηεχεηαη» απφ ηελ ειηαθή αθηηλνβνιία ην θαινθαίξη θαη ζα «εθηίζεηαη» ζηνλ ήιην ην ρεηκψλα.

3.3 ΔΚΣΗΜΖ΢Ζ ΑΝΔΜΟΛΟΓΗΚΧΝ ΢ΤΝΘΖΚΧΝ Γηα ηελ εθηίκεζε ησλ αλεκνινγηθψλ ζπλζεθψλ ρξεηάδεηαη λα ππάξρνπλ θιηκαηνινγηθά δεδνκέλα θαη ινγηζκηθφ ην νπνίν λα δηαζέηεη: α) δπλαηφηεηα πξνζδηνξηζκνχ γεσγξαθηθήο ζέζεο, β) δπλαηφηεηα ζρεδηαζκνχ ηνπ αζηηθνχ πεξηβάιινληνο θαη γ) δπλαηφηεηα πξαγκαηνπνίεζεο ππνινγηζκψλ ξεπζηνδπλακηθήο. ΢ηελ παξνχζα κειέηε επηιέρζεθε ην πξφγξακκα Autodesk Project Vasari 2 (θεθ.

2.2.2). Παξ‟ φιε ηε δηεπθφιπλζε πνπ παξέρεη ην ινγηζκηθφ ζε δεηήκαηα πξνζνκνίσζεο αλεκνινγηθψλ ζπλζεθψλ (ππνινγηζκνί ξεπζηνδπλακηθήο), ππάξρνπλ θαη πεξηνξηζκνί. Πην ζπγθεθξηκέλα, ε ππφ κειέηε πεξηνρή πεξηβάιιεηαη ζρεδφλ απφ φιεο ηηο πιεπξέο (πιελ ηεο λνηηνδπηηθήο) απφ πιήζνο νηθνδνκηθψλ φγθσλ. Γηα ηελ αμηνπηζηία ησλ απνηειεζκάησλ ζε κηα πξνζνκνίσζε αλεκνινγηθώλ ζπλζεθώλ, πξέπεη πάληνηε λα ζρεδηάδεηαη θαη ν αζηηθόο ρώξνο από ηνλ νπνίν δηέξρεηαη ν ππό εμέηαζε άλεκνο, επεηδή νη νηθνδνκηθνί όγθνη ηνπο νπνίνπο πεξηιακβάλεη απηόο ν αζηηθόο ρώξνο δηακνξθώλνπλ ηα ηδηαίηεξα ραξαθηεξηζηηθά ηνπ επεξρόκελνπ αλέκνπ πξηλ εηζέιζεη ζηε πεξηνρή κειέηεο. Δπνκέλσο, γηα ηελ πεξηνρή κειέηεο κπνξνχλ λα κειεηεζνχλ κφλν λνηηνδπηηθνί άλεκνη, αθνχ γεηηληάδεη λνηηνδπηηθά κε ην παξαιηαθφ κέησπν απ‟ φπνπ πξνέξρνληαη «αλεκπφδηζηνη» άλεκνη θαη έηζη ηα απνηειέζκαηα κπνξνχλ λα ζεσξεζνχλ αμηφπηζηα. Όπσο θαη γηα ηηο ζπλζήθεο αθηηλνβνιίαο, έηζη θαη γηα ηελ εθηίκεζε ησλ αλεκνινγηθψλ ζπλζεθψλ δεκηνπξγήζεθε ην ηξηζδηάζηαην ςεθηαθφ ππφβαζξν ηεο πεξηνρήο κειέηεο κε ην πξφγξακκα Autodesk Project Vasari 2 βάζεη δεδνκέλσλ ηεο Κηεκαηνιφγην Α.Δ. Δπηπιένλ, ζρεδηάζηεθαλ θαη ηα θηεξηαθά θειχθε πνπ πεξηθιείνπλ ηελ πεξηνρή κειέηεο, επεηδή επεξεάδνπλ άκεζα ηηο αλεκνινγηθέο ζπλζήθεο ζηνλ ππφ κειέηε αζηηθφ ρψξν. Γηα θάζε επηθάλεηα θαη ζηνηρείν ηνπ ρψξνπ επηιέρζεθαλ ηα αληίζηνηρα πιηθά. Ο πξνζδηνξηζκφο ηεο γεσγξαθηθήο ζέζεο ηεο πεξηνρήο κειέηεο έγηλε κε ηελ επηινγή ¨Set Location¨ (εηθφλα 3.8). Όπσο αλαθέξζεθε, νη ππφ εμέηαζε άλεκνη 58

Καξαθνύλνο Ισάλλεο

Πνιενδνκηθόο ζρεδηαζκόο θαη αζηηθό κηθξνθιίκα

είλαη νη λνηηνδπηηθνί. Οη αλεκνινγηθέο ζπλζήθεο κειεηήζεθαλ γηα 3 ηαρχηεηεο επεξρφκελσλ λνηηνδπηηθψλ αλέκσλ: 3,5 m/s (αζζελήο), 8 m/s (κέηξηνο) θαη 11 m/s (ηζρπξφο). Βάζεη ησλ θιηκαηνινγηθψλ δεδνκέλσλ ηεο Δζληθήο Μεηεσξνινγηθήο Τπεξεζίαο νη άλεκνη πνπ εκθαλίδνληαη θαζ‟ φιε ηε δηάξθεηα ηνπ ρξφλνπ είλαη αζζελείο (3,5m/s). Δπνκέλσο, δηεξεπλψληαη νη πξαγκαηηθέο ζπλζήθεο θαη νη ζπλζήθεο πνπ δηακνξθψλνληαη ιφγσ κέηξησλ θαη ηζρπξψλ αλέκσλ. Δηθόλα 3.8: Πξνζδηνξηζκφο γεσγξαθηθήο ζέζεο ηεο πεξηνρήο κειέηεο

Πεγή: Autodesk Project Vasari 2 – ηδία επεμεξγαζία

Ζ πξνζνκνίσζε ησλ αλεκνινγηθψλ ζπλζεθψλ έγηλε κε ηελ επηινγή ¨Analyze → Ecotect Wind Tunnel¨. Δηζήρζεζαλ ηα παξαθάησ δεδνκέλα: 1. Σαρχηεηα θαη δηεχζπλζε επεξρφκελνπ αλέκνπ 2. Έθηαζε θαη χςνο (απφ ην έδαθνο – 1,5m) ηνπ νξηδνληίνπ επηπέδνπ απεηθφληζεο ησλ απνηειεζκάησλ. ΢ηηο παξαθάησ εηθφλεο παξνπζηάδνληαη ηα απνηειέζκαηα ηεο πξνζνκνίσζεο γηα αζζελείο (3,5 m/s), κέηξηνπο (8 m/s) θαη ηζρπξνχο (12 m/s) λνηηνδπηηθνχο αλέκνπο. Ο ραξαθηεξηζκφο ησλ αλέκσλ αλάινγα κε ηηο ηαρχηεηεο (π.ρ. αζζελήο – 3,5 m/s) βαζίδεηαη ζηελ θαηεγνξηνπνίεζε ηεο Δζληθήο Μεηεσξνινγηθήο Τπεξεζίαο.

59

Καξαθνύλνο Ισάλλεο

Πνιενδνκηθόο ζρεδηαζκόο θαη αζηηθό κηθξνθιίκα

Δηθόλα 3.9: Αλεκνινγηθέο ζπλζήθεο ζην επίπεδν ησλ πεδψλ (1,5m) γηα λνηηνδπηηθνχο αλέκνπο ηαρχηεηαο 3,5 θαη 8 m/s

Πεγή: Ηδία επεμεξγαζία

60

Καξαθνύλνο Ισάλλεο

Πνιενδνκηθόο ζρεδηαζκόο θαη αζηηθό κηθξνθιίκα

Δηθόλα 3.10: Αλεκνινγηθέο ζπλζήθεο ζην επίπεδν ησλ πεδψλ (1,5m) γηα λνηηνδπηηθνχο αλέκνπο ηαρχηεηαο 12 m/s

Πεγή: Ηδία επεμεξγαζία

Παξαηεξείηαη φηη ζηελ πεξηνρή κειέηεο γηα επεξρφκελνπο λνηηνδπηηθνχο αλέκνπο 3,5 m/s (αζζελείο), νη ηηκέο ηεο ηαρχηεηαο ηνπ αλέκνπ ηείλνπλ ζην κεδέλ, εθηφο απφ ην ρψξν ηεο πιαηείαο, φπνπ παξαηεξνχληαη πςειφηεξεο ηηκέο απφ 3,5 m/s (ζρεδφλ 5 m/s). Γηα επεξρφκελνπο αλέκνπο ηαρχηεηαο 8 m/s (κέηξηνη), παξαηεξείηαη αχμεζε ζηηο ηηκέο ηεο ηαρχηεηαο ζε ζπγθεθξηκέλα ζεκεία ησλ δξφκσλ (κέρξη θαη 1 m/s). Γηα ηζρπξνχο αλέκνπο (12 m/s), νη άλεκνη πνπ παξαηεξνχληαη αλάκεζα ζηνπο δξφκνπο θηάλνπλ κέρξη θαη 2 m/s. Ζ επηηάρπλζε ηνπ αλέκνπ πνπ παξαηεξείηαη ζην ρψξν ηεο πιαηείαο, νθείιεηαη ζε έλα κεγάιν βαζκφ ζην „θαηλφκελν ηνπ θαλαιηνχ‟ (channel effect), αθνχ γξακκηθέο αζηηθέο δνκέο άλσ ησλ 100-125κ. δεκηνπξγνχλ επηηάρπλζε ηνπ αλέκνπ (Kofoed & Gaardsted, 2004). Αμίδεη λα ζεκεησζεί, φηη γηα ηελ πξνζνκνίσζε δεκηνπξγήζεθαλ θαη νη πνιπθαηνηθίεο ηχπνπ „pilotis‟ ζηελ πεξηνρή κειέηεο θαη επνκέλσο ηα θηίζκαηα δηαθέξνπλ σο πξνο ηελ «αεξνδηαπεξαηφηεηα» ζην επίπεδν ησλ πεδψλ. Οη αλεκνινγηθέο ζπλζήθεο δηαθέξνπλ ζεκαληηθά κε βάζε ην αλ ππάξρεη ή φρη „pilotis‟. Δπίζεο, παξαηεξείηαη φηη ππάξρνπλ πςειφηεξεο ηαρχηεηεο ζηηο πιεπξέο ησλ θηηξίσλ παξά ζηηο γσλίεο ηνπο.

61

Καξαθνύλνο Ισάλλεο

Πνιενδνκηθόο ζρεδηαζκόο θαη αζηηθό κηθξνθιίκα

Δπηπξνζζέησο, παξνπζηάδεηαη κηα ηδηαίηεξε απεηθφληζε ησλ ηηκψλ ηεο ηαρχηεηαο ηνπ αλέκνπ ζην επίπεδν ησλ πεδψλ γηα ηελ πεξηνρή κειέηεο, φπνπ νη ηηκέο απεηθνλίδνληαη κε ρξσκαηηθή θαη «πςνκεηξηθή» δηαθνξνπνίεζε. Γειαδή, βάζεη ηεο ηαρχηεηαο δίλεηαη ην αληίζηνηρν χςνο ζηελ απεηθφληζε. Δηθόλα 3.11: «Τςνκεηξηθή» απφδνζε ησλ ηηκψλ ηεο ηαρχηεηαο γηα λνηηνδπηηθνχο αλέκνπο 3,5 θαη 8 m/s

Πεγή: Ηδία επεμεξγαζία

62

Καξαθνύλνο Ισάλλεο

Πνιενδνκηθόο ζρεδηαζκόο θαη αζηηθό κηθξνθιίκα

Δηθόλα 3.12: «Τςνκεηξηθή» απφδνζε ησλ ηηκψλ ηεο ηαρχηεηαο γηα λνηηνδπηηθνχο αλέκνπο 12 m/s

Πεγή: Ηδία επεμεξγαζία

63

Καξαθνύλνο Ισάλλεο

Πνιενδνκηθόο ζρεδηαζκόο θαη αζηηθό κηθξνθιίκα

4. ΢ΤΜΠΔΡΑ΢ΜΑΣΑ Ζ εθηίκεζε ησλ ζπλζεθψλ αθηηλνβνιίαο θαη αλέκνπ ελφο αζηηθνχ ρψξνπ ζην επίπεδν ησλ πεδψλ απνηειεί κηα δηαδηθαζία ε νπνία δε δηέπεηαη απφ γεληθνχο θαλφλεο. Οη παξάγνληεο πνπ δηακνξθψλνπλ απηέο ηηο ζπλζήθεο είλαη αξθεηνί: Γεσγξαθηθή ζέζε, ηνπνγξαθηθφ αλάγιπθν, θιηκαηνινγηθέο ζπλζήθεο επξχηεξεο πεξηνρήο, αζηηθή κνξθνινγία, χπαξμε αζηηθνχ πξαζίλνπ. Αθφκα θαη παξάγνληεο φπσο ε θπθινθνξηαθή ζπκθφξεζε ζην θέληξν κηαο πφιεο κπνξνχλ λα δεκηνπξγήζνπλ δηαθνξεηηθή ζεξκηθή αίζζεζε ζην επίπεδν ησλ πεδψλ (θαηλφκελν αζηηθήο ζεξκηθήο λεζίδαο). Κάζε ρψξνο, ινηπφλ, απνηειεί έλα μερσξηζηφ πεδίν έξεπλαο θαη ε βειηίσζε ησλ πεξηβαιινληηθψλ ηνπ ζπλζεθψλ ζα πξέπεη λα απνηειεί ζηφρν θάζε επηζηεκνληθήο εηδηθφηεηαο πνπ ζρεηίδεηαη κε ηνλ αζηηθφ ρψξν. Οη παξεκβάζεηο πνπ κπνξνχλ λα γίλνπλ ζε κηα πεξηνρή αθνξνχλ κφλν ηελ αζηηθή κνξθνινγία θαη ην αζηηθφ πξάζηλν, επεηδή παξάγνληεο φπσο ε γεσγξαθηθή ζέζε θαη ην ηνπνγξαθηθφ αλάγιπθν είλαη ακεηάβιεηνη. Δπνκέλσο, ην δεηνύκελν είλαη λα δεκηνπξγεζνύλ κνληέια αζηηθνύ ζρεδηαζκνύ, ηα νπνία λα βξίζθνπλ εθαξκνγή ζε δηάθνξεο γεσγξαθηθέο δώλεο. Γηα λα επηηεπρζεί απηφ ρξεηάδεηαη δηεπηζηεκνληθφηεηα, αθνχ ζρεηίδνληαη δηάθνξνη επηζηεκνληθνί ηνκείο (πνιενδνκία, θπζηθή, βηνκεηεσξνινγία). ΢ηελ εξγαζία απηή παξνπζηάζηεθε κηα κεζνδνινγία εθηίκεζεο δηαθφξσλ ζηνηρείσλ ηνπ αζηηθνχ κηθξνθιίκαηνο θπξίσο κέζσ πξνζνκνηψζεσλ ζε ππνινγηζηηθά πξνγξάκκαηα. Δπνκέλσο, δηάθνξεο αζηηθέο κνξθνινγίεο κπνξνχλ λα αμηνινγνχληαη κε βάζε ηελ επίδξαζε ηνπο ζην αζηηθφ κηθξνθιίκα θαη λα θξίλεηαη έηζη ε θαηαιιειφηεηα ηνπο. Ζ δηαδηθαζία απηή απνηειεί έλα πνιχ ζεκαληηθφ θνκκάηη ηνπ αζηηθνχ θαη πνιενδνκηθνχ ζρεδηαζκνχ, αθνχ ζην πξνζερέο κέιινλ έλα πνιχ κεγάιν πνζνζηφ ηνπ παγθφζκηνπ πιεζπζκνχ ζα θαηνηθεί ζε πφιεηο θαη ην αζηηθφ κηθξνθιίκα ζα επεξεάδεη άκεζα ηελ πνηφηεηα δσήο. Ζ ζπζρέηηζε αζηηθήο κνξθνινγίαο θαη αζηηθνχ κηθξνθιίκαηνο απνηειεί πιένλ έλα δήηεκα πνπ απαζρνιεί αξθεηά αθαδεκατθά ηδξχκαηα δηεζλψο. ΢εκαληηθή είλαη ε εξγαζία ηεο Joyce Klein Rosenthal, θαζεγήηξηαο Πνιενδνκίαο ζην Παλεπηζηήκην ηνπ Υάξβαξλη, κε ηίηιν «Αμηνιφγεζε ηεο ζρέζεο κεηαμχ αζηηθνχ ζρεδηαζκνχ θαη αζηηθνχ κηθξνθιίκαηνο ζε ζπγθεθξηκέλεο γεηηνληέο ηνπ Μπξνλμ» (2012). Ζ έξεπλα αθνξά ηηο ζπλζήθεο ζεξκηθήο άλεζεο κε βάζε ην δνκεκέλν πεξηβάιινλ ζε δχν πεξηνρέο ηνπ Μπξνλμ θαη ηα απνηειέζκαηα ζα ρξεζηκνπνηεζνχλ γηα ηελ θαηαλφεζε ηεο απνηειεζκαηηθφηεηαο ησλ κεζφδσλ κείσζεο ηνπ θαηλνκέλνπ ηεο αζηηθήο ζεξκηθήο λεζίδαο.

64

Καξαθνύλνο Ισάλλεο

Πνιενδνκηθόο ζρεδηαζκόο θαη αζηηθό κηθξνθιίκα

΢εκαληηθή είλαη θαη ε πξφνδνο πνπ έρεη γίλεη ζρεηηθά κε ηα ινγηζκηθά πξνζνκνίσζεο ζπλζεθψλ ζεξκηθήο άλεζεο. Λνγηζκηθά φπσο ην Townscope, ην EnviΜet θαη ην OTC Model έρνπλ δψζεη ιχζεηο ζε αξθεηά ζέκαηα πνπ απαζρνινχλ ηνπο εξεπλεηέο. Υαξαθηεξηζηηθφηεξν παξάδεηγκα φκσο, απνηειεί ην ινγηζκηθφ RayMan Pro ησλ Matzarakis & Rutz, ην νπνίν δηαζέηεη δπλαηφηεηα ππνινγηζκνχ ηεζζάξσλ ζεξκηθψλ δεηθηψλ (PMV, PET, SET, UTCI) ζε δηάθνξεο αζηηθέο δνκέο. ΢πλνςίδνληαο, ε αζηηθή κνξθνινγία επεξεάδεη κε πνιινχο ηξφπνπο ηε δσή ησλ θαηνίθσλ κηαο πφιεο (ιεηηνπξγηθά, αηζζεηηθά, βηνθιηκαηηθά θ.α.) θαη ζα πξνθχςεη αθφκα κεγαιχηεξε αλάγθε γηα εχξεζε λέσλ αζηηθψλ δνκψλ. Οη λέεο απηέο δνκέο, ζα δεκηνπξγήζνπλ ην αζηηθφ πεξηβάιινλ ηνπ κέιινληνο.

65

Καξαθνύλνο Ισάλλεο

Πνιενδνκηθόο ζρεδηαζκόο θαη αζηηθό κηθξνθιίκα

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ Διιεληθή Αδημοζίεσηα κείμενα • Αλδξένπ Δ. (2011) Η δηεξεύλεζε ησλ παξαγόλησλ πνπ δηακνξθώλνπλ ην κηθξνθιίκα ζηα αζηηθά θαξάγγηα. Σν παξάδεηγκα παξαδνζηαθώλ θαη λεόδκεησλ νηθηζκώλ ηεο Σήλνπ, Θεζζαινλίθε: Σκήκα Πνιηηηθψλ Μεραληθψλ, Γηδαθηνξηθή δηαηξηβή • Γηάλλαο (2002) Βηνθιηκαηηθά θξηηήξηα ζρεδηαζκνύ ζηε πόιε, London: Architectural Association Graduate School • Γηαλλνχιε Γ. (2007) Φπηνθάιπςε θαη πεξηβαιινληηθόο ζρεδηαζκόο, Θεζζαινλίθε: Σκήκα Πνιηηηθψλ Μεραληθψλ, Μεηαπηπρηαθή Γηπισκαηηθή εξγαζία • Εψγνπ Ο. (2007) Θεξκνκεηξία – Θεξκνγξαθία, Βφινο: Σκήκα Μεραλνιφγσλ Μεραληθψλ Βηνκεραλίαο, Δξγαζηήξην ζεξκνδπλακηθήο θαη ζεξκηθψλ κεραλψλ (Γηαζέζηκν:http://www.mie.uth.gr/ekp_yliko/Thermometria_Thermografia_1.pdf) • Κακαηάθε Δ. (2009) Μεγάιεο Κιίκαθαο Μεηαθνξά ΢σκαηηδηαθήο Ρύπαλζεο ζηε Θεζζαινλίθε, Θεζζαινλίθε: Σκήκα Φπζηθήο, Μεηαπηπρηαθή Γηπισκαηηθή Δξγαζία • Κέληξν Αλαλεψζηκσλ Πεγψλ Δλέξγεηαο (2011) Πξόγξακκα βηνθιηκαηηθώλ αλαβαζκίζεσλ δεκόζησλ αλνηθηώλ ρώξσλ, Αζήλα: Τπνπξγείν Πεξηβάιινληνο Δλέξγεηαο θαη Κιηκαηηθήο Αιιαγήο (δηαζέζηκν: http://www.cres.gr/kape/Scientific_Guide_19_7.pdf) • Κχξθνπ (2010) Μειέηε πεξηβαιινληηθώλ δεδνκέλσλ θαη αλάιπζε ραξαθηεξηζηηθώλ ηνπο κε ηε ρξήζε κεζόδνπ βαζηθώλ ζπληζησζώλ, Θεζζαινλίθε: Σκήκα Φπζηθήο, Γηπισκαηηθή Δξγαζία • Νηθνινπνχινπ Μ. (2004) „Μνληέια ζεξκηθήο άλεζεο γηα αλνηθηνχο αζηηθνχο ρψξνπο‟, ζην ΢ρεδηαζκόο ππαίζξησλ αζηηθώλ ρώξσλ κε βηνθιηκαηηθά θξηηήξηα, Αζήλα: Κέληξν Αλαλεψζηκσλ Πεγψλ Δλέξγεηαο • Παπνπηζήο Γ. (2012) Βηνθιηκαηηθόο ΢ρεδηαζκόο θαη πεξηβαιινληηθή άλεζε ζηνλ αζηηθό ρώξν – Πξνζνκνίσζε κε ην ινγηζκηθό Envi-Met, Αζήλα: ΢ρνιή Πνιηηηθψλ Μεραληθψλ, Γηπισκαηηθή Δξγαζία • Πνιπρξνλφπνπινο Γ. (2004) Γπλαηόηεηεο κνξθνπνίεζεο ηνπ αζηηθνύ κηθξνθιίκαηνο κέζα από ηε δηαδηθαζία ηνπ πνιενδνκηθνύ ζρεδηαζκνύ, Αζήλα: ΢ρνιή Αξρηηεθηφλσλ Μεραληθψλ (Γηαζέζηκν: courses.arch.ntua.gr/fsr/107760/kef.7.pdf)

66

Καξαθνύλνο Ισάλλεο

Πνιενδνκηθόο ζρεδηαζκόο θαη αζηηθό κηθξνθιίκα

• ΢ηνχηαο Φ. (2011) Πξνβιέςεηο ζπγθεληξώζεσλ ΒΣΔΥ κε ρξήζε εξγαιείσλ πνιιαπιήο παιηλδξόκεζεο, Θεζζαινλίθε: Σκήκα Μεραλνιφγσλ Μεραληθψλ, Γηπισκαηηθή Δξγαζία (Γηαζέζηκν: http://invenio.lib.auth.gr/record/127581/files/sioutas.pdf) • Υαξαιακπφπνπινο Η. (2009) Αλάπηπμε κεζνδνινγίαο θαη εθαξκνγέο γηα ηελ αμηνιόγεζε

ησλ

βηνθιηκαηηθώλ ζπλζεθώλ

ππαίζξησλ

ρώξσλ

κε

δηαθνξεηηθή

δηακόξθσζε, Γεσπνληθφ Παλεπηζηήκην Αζελψλ, Γηδαθηνξηθή Γηαηξηβή • Υαηδεδεκεηξίνπ Α. (2012) Αμηνιόγεζε ηεο επίδξαζεο ησλ παξακέηξσλ ζρεδηαζκνύ ζηε δηακόξθσζε ηνπ κηθξνθιίκαηνο ησλ αζηηθώλ ππαίζξησλ ρώξσλ θαη ζηηο ζπλζήθεο ζεξκηθήο άλεζεο, θαηά ηε ζεξηλή πεξίνδν, ζε θιίκα κεζνγεηαθό, Θεζζαινλίθε: Σκήκα Πνιηηηθψλ Μεραληθψλ, Γηδαθηνξηθή Γηαηξηβή • Υξπζνκαιιίδνπ Ν., Υξπζνκαιιίδεο Μ., Θενδνζίνπ Θ. (2004) „Αξρέο ζρεδηαζκνχ θαη εθαξκνγέο‟ ζην ΢ρεδηαζκόο ππαίζξησλ αζηηθώλ ρώξσλ κε βηνθιηκαηηθά θξηηήξηα, Αζήλα: Κέληξν Αλαλεψζηκσλ Πεγψλ Δλέξγεηαο • Katzschner L., Bosch U. & Roettgen M. (2004) „Υαξηνγξάθεζε θαη πξνζδηνξηζκφο δσλψλ ζεξκηθήο άλεζεο‟ ζην ΢ρεδηαζκόο ππαίζξησλ αζηηθώλ ρώξσλ κε βηνθιηκαηηθά θξηηήξηα, Αζήλα: Κέληξν Αλαλεψζηκσλ Πεγψλ Δλέξγεηαο • Kofoed N. & Gaardsted M. (2004) „Μειέηε ηνπ αλέκνπ ζε αζηηθνχο ρψξνπο‟ ζην ΢ρεδηαζκόο ππαίζξησλ αζηηθώλ ρώξσλ κε βηνθιηκαηηθά θξηηήξηα, Αζήλα: Κέληξν Αλαλεψζηκσλ Πεγψλ Δλέξγεηαο • Steemers K., Ramos M., Sinou M. (2004) „Αζηηθή Μνξθνινγία‟ ζην ΢ρεδηαζκόο ππαίζξησλ αζηηθώλ ρώξσλ κε βηνθιηκαηηθά θξηηήξηα, Αζήλα: Κέληξν Αλαλεψζηκσλ Πεγψλ Δλέξγεηαο (Γηαζέζηκν: http://www.cres.gr/kape/education/design_guidelines_el.pdf) Άρθρα ζε περιοδικά • Κνπηζνπξάθεο Ν. (2010) „Ρνή θαη δηαζπνξά ξχπσλ ζε νδηθέο ραξάδξεο – Αλαζθφπεζε‟ Σερληθά Υξνληθά ΣΔΔ 1 (1) 175-189 Βιβλία – Σημειώζεις Μαθημάηων • Κνηζίξεο Γ. (2007) Θεξκηθή άλεζε, Αζήλα: Δθδφζεηο Ίσλ • Μπνπγηαηηψηε Φ. (2010) Σν αζηηθό κηθξνθιίκα. Βηνθιηκαηηθέο παξεκβάζεηο γηα ηε βειηίσζε ηνπ – ΢εκεηώζεηο, Αζήλα: ΢ρνιή Αξρηηεθηφλσλ Μεραληθψλ (Γηαζέζηκν: courses.arch.ntua.gr/fsr/130226/Shmeiwseis_Bougiatioti.pdf)

67

Καξαθνύλνο Ισάλλεο

Πνιενδνκηθόο ζρεδηαζκόο θαη αζηηθό κηθξνθιίκα

• Οηθνλφκνπ Γ. (2008) Υσξνηαμηθή Πνιηηηθή – ΢εκεηώζεηο, Βφινο: Σκήκα Μεραληθψλ Υσξνηαμίαο, Πνιενδνκίαο θαη Πεξηθεξεηαθήο Αλάπηπμεο • ΢αληακνχξεο Μ. (2000) Οηθνινγηθή Γόκεζε, Αζήλα: Δθδφζεηο Διιεληθά Γξάκκαηα • ΢ηαζηλφπνπινο Θ. (2001) Έιεγρνο Ηιηαζκνύ - ΢εκεηώζεηο, Αζήλα: ΢ρνιή Αξρηηεθηφλσλ Μεραληθψλ • McCabe, Smith, Harriott (2008) Βαζηθέο Γηεξγαζίεο Υεκηθήο Μεραληθήο, Θεζζαινλίθε: Δθδφζεηο Σδηφια Θεζμικά Κείμενα • λ. 2831/2000 Σξνπνπνίεζε ησλ δηαηάμεσλ ηνπ 1577/1985 «Γεληθόο Οηθνδνκηθόο Καλνληζκόο» θαη άιιεο πνιενδνκηθέο δηαηάμεηο, Φ.Δ.Κ. 140 Α‟ Άλλα κείμενα •

Σερληθή

Οδεγία

Βηνθιηκαηηθόο

Σερληθνχ

΢ρεδηαζκόο

Δπηκειεηεξίνπ

Κηεξίσλ

Α’

Διιάδαο

Έθδνζε

(ΣΔΔ)

2011,

20702-5/2010

Αζήλα:

Τπνπξγείν

Πεξηβάιινληνο Δλέξγεηαο θαη Κιηκαηηθήο Αιιαγήο Γιαδίκησο • http://el.science.wikia.com/wiki/Θεξκνρσξεηηθφηεηα (πξφζβαζε ζηηο 20/11/2011) • http://el.wikipedia.org/wiki/άλεκνο (πξφζβαζε ζηηο 10/01/2012) • http://el.wikipedia.org/wiki/θιίκαθα_κπνθφξ (πξφζβαζε ζηηο 10/01/2012) •http://gis.ktimanet.gr/wms/ktbasemap/default.aspx (πξφζβαζε ζηηο 11/11/2012) •http://www.hnms.gr/hnms/greek/climatology/climatology_region_diagrams_html?dr_c ity=Athens_Hellinikon (πξφζβαζε ζηηο 15/01/2012) •http://www.hnms.gr/hnms/greek/climatology/climatology_region_diagrams_html?dr_c ity=Thessaloniki_Mikra (πξφζβαζε ζηηο 15/11/2012) •http://www.hnms.gr/hnms/greek/meteorology/full_story_html?dr_url=/docs/lexikon/le xicon&dr_page_number=17 (πξφζβαζε ζηηο 15/01/2012) • http://xenmen.wordpress.com/2009/02/22/hιηαθά-δηαγξάκκαηα (πξφζβαζε ζηηο 13/12/2011)

Ξελόγισζζε Αδημοζίεσηα κείμενα • Cox J. (2005) Characterizing the Surface Heat Island of New York City, New York: Hunter College CUNY 68

Καξαθνύλνο Ισάλλεο

Πνιενδνκηθόο ζρεδηαζκόο θαη αζηηθό κηθξνθιίκα

(δηαζέζηκν: http://www.epa.gov/heatisld/resources/pdf/SurfaceUHI_EPA4.pdf) • Wong E. (2010) Reducing Urban Heat Islands: Compendium of Strategies, U.S. Environmental Protection Agency (δηαζέζηκν: http://www.epa.gov/heatisld/resources/pdf/CoolRoofsCompendium.pdf) Άρθρα ζε περιοδικά – ειζηγήζεις ζε ζσνέδρια • Bourbia F., Boucheriba F. (2010) „Impact of street design on urban microclimate for semi-arid climate‟ Renewable Energy 35, 343-347 • Georgi J., Dimitriou D. (2010) „The contribution of urban green spaces to the improvement of environment in cities: Case study of Chania, Greece‟ Building and Environment 45, 1401-1414 • Gal T., Rzepa M., Gromek B, Unger J. (2007) „Comparison between sky view factor values computed by two different methods in an urban environment‟, Acta Climatologica et Chorologica 40, 17-26 • Matzarakis A., Mayer H. θαη Rutz F. (2002) „Radiation and thermal comfort‟, Proceedings of 6th Hellenic Conference in Meteorology Climatology and Atmospheric Physics, Ioannina, Greece • Mayer H., Holst T., Rost J., Imbery F., Ali Toudert F. (2004) „Thermal comfort conditions in an E-W oriented street canyon in Freiburg (Germany) during the European summer

heatwave

2003‟,

Fifth

Conference

on

Urban

Environment

(https://ams.confex.com/ams/AFAPURBBIO/techprogram/programexpanded_222.htm) • Mirzaei P. & Haghighat F. (2010) „Approaches to study Urban Heat Island – Abilities and limitations‟ Building and Environment 45, 2192-2201 • Nakamoura Y., Oke T (1988) „Wind, temperature and stability conditions in an east– west oriented urban canyon‟ Atmospheric Environment 22, 2691–2700 • Spagnolo J. & deDear R. (2003) „A field study of thermal comfort in outdoor and semi-outdoor environments in subtropical Sydney Australia‟ Building and Environment 38, 721-738 • Stathopoulos T. (2009) „Wind and Comfort‟, 5th European & African Conference on Wind Engineering, Florence, Italy • Taha H. (1997) „Urban climates and heat islands: albedo, evapotranspiration and anthropogenic heat‟ Energy and Buildings 25, 99-103.

69

Καξαθνύλνο Ισάλλεο

Πνιενδνκηθόο ζρεδηαζκόο θαη αζηηθό κηθξνθιίκα

• Unger J. (2009) „Connection between urban heat island and sky view factor approximated by a software tool on a 3D urban database‟ Environment and Pollution 36, 59-80 • Vardoulakis S., Fisher B., Pericleous K. (2003) „Modeling air quality in street canyons – A review‟ Atmospheric Environment 37, 155-182 • Walton A., Cheng A. (2002) „Spatial distribution of traffic-related pollutant concentrations in street canyons‟, Atmospheric Environment 36, 3615–3627 Άλλα κείμενα • American Society of Heating, Refrigerating and Air-conditioning Engineers (ASHRAE) – 2003 Thermal environmental conditions for human occupancy, USA: Atlanta • ISO 7730 (1994) Moderate thermal environments - Determination of the PMV and PPD indices and specification of the conditions for thermal comfort, Geneva: International Organization for Stardardization Γιαδίκησο •http://apps1.eere.energy.gov/buildings/energyplus/cfm/weather_data3.cfm/region=6_e urope_wmo_region_6/country=GRC/cname=Greece (πξφζβαζε ζηηο 15-12-2012) •http://climate.met.psu.edu/features/PA_WIND_ROSES/AOOwindrose.php (πξφζβαζε ζηηο 13/01/2012) •http://www.gsd.harvard.edu/#/news/gsd-students-study-urban-heat-island-effect-inbronx.html, (πξφζβαζε ζηηο 13/01/2013) •http://www.urbanheatislands.com/, (πξφζβαζε ζηηο 25/11/2011) •http://www.urbanheatisland.info/index.php?option=com_content&view=article&id=5 &Itemid=14, (πξφζβαζε ζηηο 27/11/2011) ΤΠΟΛΟΓΙ΢ΣΙΚΑ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΣΑ ΠΟΤ ΥΡΗ΢ΙΜΟΠΟΙΗΘΗΚΑΝ • Autodesk Ecotect Analysis 2011 • Autodesk Project Vasari 2 • Autodesk Revit Architecture 2011 • Esri ArcGIS 9.3

70